JPH11148635A - 飛灰溶融炉への飛灰供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 飛灰を溶融炉に供給するための管内に、飛灰
が詰まるのを防止すると共に、その管が飛灰により破損
するのを防止する。 【解決手段】 飛灰を溶融炉に供給するための管の内、
曲率の小さいＡＢ間は金属製の管４５が用いられ、その
他の部分は耐磨耗性ゴム製の管１０、１０′が用いられ
ている。この管内を飛灰が通ると、その圧力によりゴム
管が適度に変形したり振動したりするため、飛灰が詰ま
り難い。また、ＡＢ間は金属製の管が用いられているた
め、飛灰による破損を受け難い。そして更に、圧力セン
サ４２によって検出された管内の圧力が上昇傾向を示し
たときには、揺振装置４４がゴム管を変形させ、加振装
置４６が金属管４５に振動を与えるため、付着しかかっ
た飛灰が除去され、飛灰を常に円滑に送給できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみや産業廃
棄物の焼却施設にて発生する飛灰を溶融させる飛灰溶融
炉に、飛灰を供給する飛灰供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】前記焼却施設では、焼却炉に残る焼却灰
と、焼却炉の排ガス処理系で捕捉される焼却飛灰とが発
生する。この排ガス処理系では、排ガスに同伴する各種
の酸性ガスを中和させるのに消石灰等の中和剤を加え
る。この飛灰にはＺｎやＰｂ等の重金属や有害なダイオ
キシン類が含まれるので、溶融固化処理により、分離や
熱分解により無害化をはかる設備が導入されている。

【０００３】例えば、酸素バーナによる飛灰溶融設備と
しては特開平8-312938号公報の様なものがあり、飛灰を
火炎中に供給するために乾燥圧縮空気や窒素ガスの気流
に乗せて輸送する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、飛灰に
は、前述の消石灰等を添加したことにより、反応生成物
（塩化カルシウムや硫酸カルシウム）及び未反応消石灰
を含む。これらは、粒度が細かくまた安息角が大きいの
で輸送管内面に付着し、輸送管を閉塞させることがあ
る。また閉塞せずとも、付着した飛灰により輸送管の流
量が低下すると、飛灰の供給量が脈動し酸素バーナ火炎
中での溶融が安定して行なわれなくなる等の不都合が生
じる。

【０００５】本発明はかかる課題に鑑みなされたもの
で、請求項１に記載の飛灰溶融炉への飛灰供給装置は、
輸送管内面に飛灰が付着するのを防止することを目的と
する。また請求項２に記載の本発明は、ゴム管の材質の
具体例を示すものである。また更に、請求項３に記載の
本発明は、飛灰によって輸送管が磨耗したり、穴があい
たりするのを防止することを目的とする。

【０００６】そして請求項４に記載の本発明は、金属製
の管の内面に飛灰が付着するのを防止することを目的と
している。そして請求項５に記載の本発明は、ゴム管の
内面に飛灰が付着するのを一層着実に防止することを目
的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めになされた本発明の請求項１に記載の飛灰溶融炉への
飛灰供給装置（以下、単に飛灰供給装置ともいう）は、
飛灰を溶融させるための飛灰溶融炉に接続された管内に
搬送気体を流すと共に、該管内に飛灰を供給することに
より飛灰を前記飛灰溶融炉に供給する飛灰供給装置にお
いて、前記管として少なくとも一部に耐磨耗性のゴム管
が用いられていることを特徴とする。

【０００８】また請求項２に記載の本発明は、請求項１
記載の飛灰供給装置において、前記ゴム管が、ブタジエ
ンゴムと天然ゴムとを配合してなるものを材料として形
成されていることを特徴とする。そして請求項３に記載
の本発明は、請求項１または２記載の飛灰供給装置にお
いて、前記管が、少なくとも一部に屈曲部をなして配管
され、しかも該屈曲部には金属製の管が用いられている
ことを特徴とする。

【０００９】請求項４に記載の本発明は、請求項３に記
載の飛灰供給装置において、前記金属製の管に振動を加
えるための加振手段と、前記管内の圧力を検出する圧力
センサと、該圧力センサの検出結果が上昇傾向を示す
と、前記加振手段を駆動して前記金属製の管に振動を加
える加振制御手段とを備えたことを特徴とする。

【００１０】また請求項５に記載の本発明は、請求項１
から請求項４にいずれか記載の飛灰供給装置において、
前記ゴム管を変形させる変形手段と、前記管内の圧力を
検出する圧力測定手段と、該圧力測定手段の検出結果が
上昇傾向を示すと、前記変形手段を駆動して前記ゴム管
を変形させる変形制御手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の飛灰溶融炉への
飛灰供給装置は、飛灰を飛灰溶融炉に供給するための管
の少なくとも一部に耐磨耗性のゴム管が用いられてい
る。こうすると、ゴム管にされた部分は容易に変形で
き、これに曲げ、ねじり等の力を加えると管内に付着し
た飛灰層は容易に破壊され、付着成長を止めることがで
きる。

【００１２】また、輸送管内での詰まりを防止するた
め、金属管では気固比（輸送気体質量流量／飛灰質量流
量）をある程度大きく保つ必要があったが、ゴム管にす
ると気固比がより小さくできる。気固比が小さくできる
と、輸送気体をバーナで加熱する熱量が少なくて済み、
飛灰を低燃費で溶融することができる。

【００１３】また請求項２に記載の飛灰供給装置では、
ゴム管をブタジエンゴムと天然ゴムとを配合してなるも
のを材料として形成している。こうすると、ゴム管は適
度な可撓性を保ちつつ、耐磨耗性にも優れたものとな
り、本発明のゴム管として最適である。

【００１４】なお、配管の都合上、輸送管は途中で屈曲
されることが多い。このように屈曲された部分にゴム管
を用いても、飛灰が付着するのを防ぐのには有効である
が、ゴム管が磨耗する虞がある。すなわち、輸送管内の
流速は搬送気体と飛灰の分離を防止しかつ飛灰の付着成
長を防止するため、１５〜３０ｍ／ｓｅｃと比較的大き
くする必要があり、これが飛灰による管内壁の磨耗を起
こす主因となっている。特に屈曲された部分は遠心力に
より飛灰が曲がり半径の外側をこすって行くので磨耗の
低減が重要である。

【００１５】そこで、請求項３に記載の飛灰供給装置で
は、屈曲部には金属製の管が用いられている。こうする
と、ゴム管と比べて超音波厚み計を用いた肉厚測定がや
り易い。また、万が一、穴があいてもゴム管のように裂
けることもなく、小孔の段階で発見できる。

【００１６】但し、金属製の管はゴム管と異なって変形
が容易でないため、管内に付着した飛灰が後からの飛灰
の慣性力により押し付けられ、どんどん固くなり自然に
剥がれて解消することがないので容易に閉塞する。そこ
で請求項４に記載の飛灰供給装置では、管内の圧力を検
出する圧力センサと、加振制御手段と、加振手段とを備
えており、圧力センサの検出結果が上昇傾向を示すと、
加振手段を駆動して金属製の管に振動を加えるようにさ
れている。

【００１７】圧力センサの検出結果、すなわち管内（ゴ
ム管、金属製の管のどちらでもよい）の圧力が上昇傾向
を示すと言うことは、管内に飛灰が付着していると推定
できる。従って、請求項４に記載の飛灰供給装置によれ
ば、管内に飛灰が付着した、という事態に即応して金属
製の管に振動を加えるため、金属製の管の内面に付着し
た飛灰を除去することができる。

【００１８】しかしながら、圧力の上昇傾向の原因は、
金属製の管の内面への飛灰の付着とは限らず、ゴム管へ
の付着である場合もある。これに鑑みて、請求項５に記
載の飛灰供給装置においては、ゴム管を変形させる変形
手段と、管内の圧力を検出する圧力測定手段と、圧力測
定手段の検出結果が上昇傾向を示すと、変形手段を駆動
してゴム管を変形させる変形制御手段とを備えている。
前述のようにゴム管は付着し難いが、こうすることによ
り一層着実に飛灰の付着を防止することができる。

【００１９】なお、請求項５記載の本発明を、請求項４
記載の圧力センサを備えた態様に適用する際には、圧力
測定手段を圧力センサと共用させてもよい。

【００２０】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面と共に説明す
る。まず、図１は本発明の一実施形態である飛灰溶融シ
ステム２を示す概略図である。飛灰溶融炉４は、耐火物
の炉体６で囲まれた炉内に酸素バーナ８が上方から挿入
されており、ゴム管１０を通って供給される飛灰を酸素
バーナ８にて溶融させる。

【００２１】酸素バーナ８には、燃料（プロパンガス）
を供給する流路１４の他に、支燃ガスとしての酸素を供
給するための流路１２、パージガスの流路１６が接続さ
れており、これにて生成される火炎１８内にて、飛灰が
溶融され、溶融プール２０に蓄えられる。２１は排気口
であり、空気ブロワ２２からの送風により排ガスは冷却
されて排出される。また、２４、２６は夫々、酸素バー
ナ８に冷却水を送るための供給管、流出させるための排
出管である。

【００２２】ゴム管１０、１０′は、耐磨耗性ゴムを材
料にして形成されており、具体的には、ブタジエンゴム
と天然ゴムを約６：４の質量比で配合し、硬度７５前後
にしたものを使用している。これによりゴム管１０、１
０′は適度な可撓性を保ったものとなっている。このゴ
ム管１０、１０′は飛灰を飛灰溶融炉４へと供給する管
であるが、全てがこの耐磨耗性ゴムの管となっているの
ではなく、直径の５倍以下の半径で曲げられているＡＢ
間は金属管４５となっている。金属管４５は、肉厚のス
テンレス鋼管を曲げ加工して製造したものである。

【００２３】飛灰は、飛灰ホッパ３０に蓄えられてお
り、定量切出装置３２にて少しずつ供給され、搬送用ガ
スと混合される。このシステム２では搬送用ガスとして
空気を用いており、乾燥機能付きの飛灰輸送用コンプレ
ッサ３４にて大気３６を吸入し、圧縮空気３８として混
合器４０に送られ、ここで飛灰と混合される。

【００２４】符号４２は混合器４０から吹き出された箇
所の飛灰混合気の圧力（以下、単に管内の圧力とも言
う）を測定する圧力センサであり、ここでは半導体圧力
センサが用いられている。圧力センサ４２の検出結果は
圧力調整装置４３に送信され、ここからゴム管１０に位
置された揺振装置４４、および金属管４５に設置された
加振装置４６に対して指令信号が発せられる。

【００２５】揺振装置４４は本発明の変形手段に相当す
るもので、ガイドレール５４に設置されており、図示し
ない駆動装置により、ガイドレール５４上をゆっくりと
上下動している。プランジャ５０の先端には把持パイプ
５２が固定されており、この中をゴム管１０が通ってい
る。プランジャ５０が移動されると把持パイプ５２を介
して、ゴム管１０を本図の左右方向に揺さぶる。つまり
圧力センサ４２は、本発明の圧力測定手段も兼ねてい
る。また圧力調整装置４３は、加振制御手段と、変形制
御手段を兼ねたものとなっている。

【００２６】加振装置４６は本発明の加振手段に相当す
るもので、圧力調整装置４３からの指令信号によりプラ
ンジャ５６が移動して金属管４５を叩くようにされてい
る。なお本図では、プランジャ５０、５６を移動させる
ための空圧回路は省略してある。

【００２７】このようなシステム２では、ゴム管１０、
１０′が、圧力によって適度に振動するため、飛灰が消
石灰を多量に残存させたものであっても、付着し難い。
また、曲率の小さいＡＢ間は、金属管４５となっている
ため、飛灰が内面にこすりつけられても破損しにくい。
しかも金属管４５は、ゴム管１０、１０′と比べて超音
波厚み計による肉厚測定がやり易く、仮に穴あきしても
ゴム管１０、１０′のように裂けることもなく、小孔の
段階で発見できる。

【００２８】次に、圧力調整装置４３について図２を用
いて説明する。図２は、圧力調整装置４３の概略を示す
ブロック図である。本図に示すように圧力調整装置４３
は、輸送管保守処理（後述）等のプログラムを実行する
ＣＰＵ６０と、ＣＰＵ６０が処理するデータを一時記憶
すると共に電源が切られた場合でも記憶内容を保持可能
なバックアップ機能を有するＲＡＭ６２と、ＣＰＵ６０
により実行される輸送管保守処理などのプログラムが格
納されたＲＯＭ６４と、圧力センサ４２により検出され
た信号を受け取ったり揺振装置４４や加振装置４６に駆
動指令を発したりするための入出力インタフェース６６
と、これら各部を結ぶバス６８とを備えたいわゆるコン
ピュータシステムとして構成されている。また、圧力調
整装置４３は、図示されてないクロックにより全体の処
理のタイミングが制御するとともに、時間の測定も行な
えるようにされている。ＲＡＭ６２内には、３０分間分
の圧力データを記憶できる領域と、経時のためのカウン
タ（後述）のための領域とが予め確保されている。

【００２９】ＣＰＵ６０にて実行される輸送管保守処理
について図３のフローチャートを用いて説明する。本処
理は、圧力調整装置４３に電源が投入されると起動す
る。本処理が起動されると、まずＳ１０にて、本処理の
起動から３０秒経過しているか否かを判定する（なお、
後述する圧力データのサンプリングや揺振装置４４等の
駆動を行なった後、再びＳ１０に戻ってきたときには、
これらを行なってから３０秒たったか否かを判定す
る）。ＲＡＭ６２内に設定される前記カウンタを、図示
しないタイマー割り込み処理によりインクリメントし、
この値が３０秒分増加したか否かにより判定する。３０
秒経過していなければＳ１０を繰り返し３０秒経過する
まで待機する。３０秒経過するとＳ２０に進み、圧力セ
ンサ４２からの信号を読み取り、続くＳ３０にてＲＡＭ
６２に格納する。こうすると、ＲＡＭ６２には予め確保
された前記領域の分だけ、管内の圧力を示すデータが順
次格納され、約３０秒ごとの時系列データが生成され
る。なお、この前記領域が満杯になった場合には古いデ
ータから廃棄されるものとする。

【００３０】そしてＳ４０に進み、ＲＡＭ６２の前記領
域に記録された圧力データに鑑みて、ゴム管１０内の圧
力が上昇傾向にあるか否かを判定する。上昇傾向でなけ
ればＳ１０に戻る。一方、圧力が上昇傾向にある場合に
は、Ｓ５０に進み、加振装置４６を駆動するための指令
を発する。こうすると、入出力インタフェース６６から
加振装置４６に駆動信号が発せられ、プランジャ５６が
金属管４５を叩くことにより、金属管４５を振動させ
る。そして次にＳ６０に進み、揺振装置４４を駆動する
ための指令を発する。こうすると、入出力インタフェー
ス６６から揺振装置４４に駆動信号が発せられ、プラン
ジャ５０が移動してゴム管１０′を振動させる。また前
述のように揺振装置４４は、ガイドレール５４上を昇降
されているので、プランジャ５０は移動されることによ
りゴム管１０′のほぼ全体が変形を受ける。なお、Ｓ５
０にて加振装置４６が金属管４５を叩く回数は１回、Ｓ
６０にて揺振装置４４がゴム管１０′を震わせるのは５
秒間とする。

【００３１】Ｓ６０の処理が終了すると、Ｓ１０に戻
り、本処理を繰り返す。つまり、輸送管保守処理は、管
内の圧力変化に基づいて、ゴム管１０′を変形させたり
金属管４５に振動を加える処理である。この結果、ゴム
管１０′内や金属管４５内に飛灰が詰まりかけたこと
を、圧力センサ４２の検出結果が上昇傾向となったこと
から知ることができ、これが認識された際にはゴム管１
０′を変形させたり、金属管４５に振動を加えることに
より、管の内面に付着した飛灰を除去することができ
る。

【００３２】以上、本発明を適用した実施例として、飛
灰溶融システム２について説明してきたが、本発明はこ
うした実施例に何等限定されるものではなく様々な態様
で実施しうる。例えば、飛灰溶融システム２ではＡＢ間
のみを金属管４５としたが、ＡＢ間よりも曲率の大きい
ＣＤ間も金属製の管にしてもよい。

【００３３】また、輸送管保守処理は、３０秒おきにゴ
ム管１０内の圧力をサンプリングするものであったが、
搬送される飛灰の量が炉の焼却能力よりも十分小さく、
詰まる心配が少ない等の場合にはこれよりも長くてもよ
く、逆に詰まる傾向が強い場合には３０秒より短くても
よい。また、キーボードなどの入力装置を圧力調整装置
４３に設け、これにてサンプリング周期を任意に設定可
能にしてもよい。

【００３４】また、圧力調整装置４３にブラウン管など
の表示装置を設け、圧力やその変化を数値或はグラフに
て圧力を表示させてもよい。また、昇降器５４による揺
振装置４４の昇降も、ＣＰＵ６０からの指令により行な
うようにしてもよい。

【００３５】また、輸送管保守処理のＳ４０において、
単に上昇傾向を示しただけで、揺振装置４４等を駆動す
ると、敏感になり過ぎる場合もある。こうした場合に
は、上昇の度合を示す数値をＲＯＭ６４内などに予め格
納しておき、この数値を上回る程度に増大したときに、
加振装置４６や揺振装置４４を稼働させるようにしても
よい。

【００３６】金属管４５を叩く回数やゴム管１０′を震
わせる時間も、飛灰溶融システム２の態様に応じて変更
してもよい。また、圧力センサ４２により、管内の圧力
が上昇した際には、ゴム管１０′を変形させたり金属管
４５に振動を加えるだけでなく、ブザーやランプの点滅
などにより、飛灰溶融システム２の管理者などに報知す
るようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用した装置の概略を示す説明図で
ある。

【図２】 圧力調整装置を示すブロック図である。

【図３】 ＣＰＵ６０にて実行される処理を示すフロー
チャートである。

【符号の説明】

２…飛灰溶融システム ４…飛灰溶融炉 ６…炉体 ８…酸素バーナ １０、１０′…ゴム管 １２…流路 ４２…圧力センサ ４３…圧力調整装置 ４４…揺振装置 ４５…金属管 ４６…加振装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 飛灰を溶融させるための飛灰溶融炉に接
   続された管内に搬送気体を流すと共に、該管内に飛灰を
   供給することにより飛灰を前記飛灰溶融炉に供給する飛
   灰供給装置において、 前記管として、少なくとも一部に耐磨耗性のゴム管が用
   いられていることを特徴とする飛灰溶融炉への飛灰供給
   装置。
2. 【請求項２】 前記ゴム管が、ブタジエンゴムと天然ゴ
   ムとを配合してなるものを材料としたものであることを
   特徴とする請求項１記載の飛灰溶融炉への飛灰供給装
   置。
3. 【請求項３】 前記管が、少なくとも一部に屈曲部をな
   して配管され、 しかも該屈曲部には金属製の管が用いられていることを
   特徴とする請求項１または２記載の飛灰溶融炉への飛灰
   供給装置。
4. 【請求項４】 前記金属製の管に振動を加えるための加
   振手段と、 前記管内の圧力を検出する圧力センサと、 該圧力センサの検出結果が上昇傾向を示すと、前記加振
   手段を駆動して前記金属製の管に振動を加える加振制御
   手段と、 を備えたことを特徴とする請求項３に記載の飛灰溶融炉
   への飛灰供給装置。
5. 【請求項５】 前記ゴム管を変形させる変形手段と、 前記管内の圧力を検出する圧力測定手段と、 該圧力測定手段の検出結果が上昇傾向を示すと、前記変
   形手段を駆動して前記ゴム管を変形させる変形制御手段
   と、 を備えたことを特徴とする請求項１から請求項４にいず
   れか記載の飛灰溶融炉への飛灰供給装置。