JP2003214612A - 装入物の炉内供給方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な装置で炉内外間の差圧を維持しつつ、
装入物を供給する手段を提供する。 【解決手段】 圧縮可能な装入物を、炉内へ続く装入物
供給管路に圧入充填して炉内外での気密性を保ちつつ炉
内に供給する方法において、前記装入物供給管路の出側
に設けた、装入物供給管路の断面積よりも小さな断面積
を有する絞り部に、装入物供給管路内に供給された装入
物を圧入充填することにより炉内外間の気密性を確保す
るとともに、該絞り部にて圧縮成型された装入物または
装入物の一部を、絞り部の出側に続く拡大供給管路に押
し出すことを繰り返し、該拡大供給管路を経由して装入
物を炉側に押し送りするに当り、前記拡大供給管路内に
押し出した装入物を、該拡大供給管路内に吹き込んだガ
スに同伴させて炉内まで搬送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紙や木材の屑、シ
ュレッダーダスト等の圧縮可能な廃棄物を装入物として
炉内に供給する方法、およびその装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、大気圧との間に差圧のある溶融
炉、溶融還元炉、燃焼炉および焼却炉等の各種炉の内部
に、装入物を供給するには、（ａ）前後をシール弁で仕
切った均圧室を設け、受入または排出弁を開く前に開放
する側の圧力に調整する方法、（ｂ）装入物の充填層を
炉内外を連絡する部分に形成させ、装入物の自重が常に
炉内の圧力（または充填層内を通過するガスの圧損）と
釣り合うように制御して、充填層上面の圧力を大気圧に
保ちながら充填層の上に追加装入する方法、（ｃ）装入
口に装入物の充填部を形成して、装入物によってシール
を図りながら装入物を炉内に押し込む方法、そして
（ｄ）装入物を粉体に加工して、空気輸送にて吹き込む
方法、等が考えられる。

【０００３】前記（ａ）の方法は、高炉のような大がか
りなものから小規模のものまで、かつ装入物として広い
性状のものに適用されているが、炉の上部からの間欠装
入にならざるを得ないことが問題である。前記（ｂ）の
方法は、キュポラ等にみられるが、通気性の高い物や嵩
比重の小さい物には適用しにくく、また熱分解する物や
微粉等は炉下部にまで到達（供給）しにくいことが問題
である。前記（ｃ）の方法は、例えば特開平6−341631
号および同11−22935 号各公報に記載されるように、ス
クリュウフィーダー式やプッシャー供給式の灰溶融炉や
焼却炉等で採用されているが、閉塞を防止するために炉
の内外で高い差圧を設けることができず、また押し込み
部の断面積が一定もしくは末広がりであるため、差圧が
大きい場合にはシール効果が不十分なことが多い。そし
て、前記（ｄ）の方法は、装入物が粉体に限定されるこ
とおよび、特殊な装置が必要なこと等の問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、発明者らは、
かかる問題点を解決する方法として、先に特願2000−24
3934号明細書において、「炉内に連絡する供給管路に絞
り部を設けて、該絞り部に装入物を圧入充填することに
より、炉内外間の圧力差を保つとともに、絞り部に圧入
充填された装入物の一部を、絞り部に連続した拡大供給
管路内に順次に押し出して、炉内外間の気密を保ちつつ
装入物を炉内に供給する方法」を提案した。

【０００５】すなわち、図１は、発明者らが提案した上
記技術に用いる装置構成を示す。この装置は、炉本体1
に、装入物用チャンバ2が付帯して設けられ、このチャ
ンバ2内の圧縮可能な廃棄物、例えばシュレッダーダス
トが装入物3として、チャンバ2の下部に略水平に配置さ
れた装入物供給管路４に落下供給される。そして、前記
装入物供給管路4の下流端（拡大供給管路側端部）に
は、該装入物供給管路4の断面積よりも小さな断面積を
有する絞り部5が設けてあり、この絞り部5の出側には炉
内に向けてのびる拡大供給管路6が連設され、この拡大
供給管路6の下流端は炉壁7内面に達している。一方、前
記装入物供給管路4の上流端には油圧式のプッシュシリ
ンダ8が水平に設置してあり、このプッシュシリンダ8の
作動によりピストン押出体9が装入物供給管路4の上流側
から下流側へと進退する構成となっている。

【０００６】そして、このプッシュシリンダ8の作動に
よりピストン押出体9を下流側に向けて押し出すと、チ
ャンバー2から装入物供給管路４の入側に落下供給され
た装入物3が圧縮され、前記絞り部5内に圧入充填され
る。このとき、装入物3は、断面積が押し込み方向に狭
められた絞り部5に高い圧力で押し込まれるので、装入
物3自体が栓の如く機能して炉内外間の気密性が保持さ
れたまま、装入物3が十分に圧縮成型される。装入物3に
作用する押し込み圧は、装入物3の空隙を減少させ圧縮
率を上昇させると同時に、装入物供給管路4の壁面方向
にも作用して壁面との密着度を増す結果、シール性が向
上して炉内外の差圧が維持されたまま装入物3が炉内に
供給されていくのである。

【０００７】ところが、一部の装入物においては、前記
拡大供給管路4が長いと、図１に示すように、圧縮され
た装入物3がさらに管路方向に潰れて供給管の径方向に
広がり、再び拡大供給管路内に圧縮充填部Ｐを形成する
結果、それ以上の輸送が困難になる場合があった。

【０００８】また、拡大供給管路内の全長に渡って成型
装入物が残存しているため、供給管路の末端付近に残留
して管路を遮断するようになるため、閉止バルブ10等の
作動が困難になり、炉内供給停止後に、供給管路内の清
掃が安全に行えない不利があった。

【０００９】本発明の目的は、先行提案技術が抱えてい
る上述した課題に鑑み、その課題を改善して、簡単な装
置で炉内外間の差圧を維持しつつ、装入物を円滑に供給
するための技術手段を提案することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】発明者らは、前記先行提
案技術をさらに改善するべく研究を続けた結果、供給管
路内に残った装入物の処理に当り、拡大供給管路内の閉
塞物が比較的に少量で強固に固まっていなければ、装入
側から圧縮空気を送り込むと容易に排出できることを知
見した。すなわち、供給管路の絞り部を通過した装入物
が壊れ、管路閉塞の原因になるような場合には、長い輸
送管路の全長を後続の装入物で押して行くよりも、装入
物が管路内で固まる前に、圧縮空気等で吹き飛ばして移
動させれば、前記閉塞を回避できることがわかった。

【００１１】本発明は、上記の知見に基づいて開発した
ものであり、その構成要旨は次のとおりである。 （１）圧縮可能な装入物を、装入物供給管路および炉内
に向うその延在位置に設けられた拡大供給管路を介して
炉内に供給する方法において、その装入物を前記装入物
供給管路の下流端に設けた絞り部に圧入充填し、該絞り
部に圧密充填された装入物を、該絞り部の出側に続く拡
大供給管路中に気密下に押し出すと共に、炉内に順次に
押し込む際、前記拡大供給管路内にガスを吹き込み、該
拡大供給管路内装入物を、前記ガス存在下においてこの
ガスとともに炉内まで搬送するようにしたことを特徴と
する装入物の炉内供給方法。

【００１２】（２）絞り部への装入物の圧入を断続的に
行い、絞り部通過後の装入物を拡大供給管路内へ不連続
に押し出すことを特徴とする前記（１）に記載の装入物
の炉内供給方法。

【００１３】（３）絞り部への装入物の圧入を連続的に
行い、その連続化した装入物を、該絞り部の出側におい
て裁断し、不連続として拡大供給管路内へ押し出すこと
を特徴とする前記（１）に記載の装入物の炉内供給方
法。

【００１４】また、本発明は、上記方法の実施に当た
り、以下に述べる要旨構成の炉内供給装置を提案する。 （４）チャンバと炉内とを連結する装入物の供給管路
と、該供給管路内の上流側に設けた絞り部と、該絞り部
に装入物を圧入充填する装入物供給手段と、該絞り部の
出側に設けた装入物同伴輸送用ガスの吹き込み装置と、
を有することを特徴とする装入物の炉内供給装置。

【００１５】（５）絞り部に装入物を圧入充填する供給
手段が断続供給方式であることを特徴とする上記（４）
に記載の装入物の炉内供給装置。

【００１６】（６）絞り部に装入物を圧入充填する供給
手段が連続供給方式であり、かつ絞り部出側に装入物の
裁断手段を設けたことを特徴とする上記（４）に記載の
装入物の炉内供給装置。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る装入物の炉内
供給装置について、図２を参照して説明する。図２に示
す装置は、先に図１に示したところと基本を同じくする
ものである。すなわち、炉本体1に装入物貯留用チャン
バ2を付設し、このチャンバ2内に圧縮可能な廃棄物、例
えばシュレッダーダスト等を装入物3として収容する。
そして、装入物3は前記チャンバ2の下部に、略水平に配
置された装入物供給管路4の上流側に、図２（ａ）〜
（ｂ）に示すように、例えば圧縮用可動枠11により圧縮
されながら落下供給される。一方、その装入物供給管路
4の下流端には、この装入物供給管路4の断面積よりも小
さな断面積を有する絞り部5が設けてある。さらに、こ
の絞り部5の出側（下流側の方向）には拡大供給管路6が
連設され、その下流端は炉壁7内面に達している。一
方、装入物供給管路4の上流端には油圧式のプッシュシ
リンダ8が水平に設置してあり、このプッシュシリンダ8
の作動によりピストン押出体9が装入物供給管路4の上流
側から下流側へ向けて往復動するようになっている。

【００１８】前記プッシュシリンダ8の作動によりピス
トン押出体9を下流側に向けて押し出すと、図２（ｃ）
に示すように、チャンバ2から装入物供給管路4の上流側
に落下供給された装入物3が下流側に向けて押圧され
る。このとき、装入物供給管路4に設けられた絞り部5に
該装入物3が高い圧力で押し込まれ圧入され、該装入物3
は管内において圧密充填された状態になるから、栓（圧
密充填体）30のように機能して炉内と外部を遮断して炉
内の気密性を付与するに到る。すなわち、装入物3をこ
の絞り部5で圧縮成形するため、装入物は空隙を減少さ
せて圧縮率が上昇すると同時に、装入物供給管路4の壁
面方向にも作用して壁面との密着度を増す結果、流路の
気密性が向上する。

【００１９】なお、絞り部5の断面積は、気密性が発揮
でき、かつ装入物の押し出しができる押し込み抵抗とな
るに適した、大きさとすることが好ましい。絞り部5の
具体的設計は、装入物の圧縮性の大小、炉内外間の圧力
差等に基づいて定められるが、装入物3を圧入する圧力
は、数十〜数百ＭPa 程度が適当である。

【００２０】前記プッシュシリンダ8のストロークは、
圧入される装入物3が絞り部5の途中で止まるように調整
され、絞り部5内に押し込まれた装入物3の一部は、常に
絞り部5に残って栓30として作用し、炉内のシール性を
確実に保持することができる。次いで、絞り部5で圧縮
成型された装入物3は、下流側に続く拡大供給管路6内に
押し出される。このような工程の繰り返しによって、装
入物3は、前方（下流側）の炉1側へと順次に押し出され
る。その結果、炉内外の差圧を維持したまま、装入物3
が炉1内に順次に供給されることになる。

【００２１】さて、本発明において特徴的な構成は、拡
大供給管路6の途上において装入物3の再圧縮や形崩れ等
による閉塞が発生し易いことを考慮し、前記拡大供給管
路6の絞り部5の出側付近に、該絞り部5を通過した装入
物4を、炉1内まで順送助勢する空気その他の気体（窒素
など）による、ガス12を供給するための、ガス吹き込み
装置13を設けた点にある。このガス吹き込み装置13は、
例えば、流入ガス12の供給閉止バルブと図２には示され
ていない流量調整バルブとガス流の逆流を防止するため
の逆流防止弁を備えた配管を、拡大供給管6の内壁に開
口接続し、搬送物3より小さい１つまたは複数の穴から
高速で吹き込む等の構造を有するものが適し、例えばガ
ス12を、炉内圧より0.1〜0.5ＭPa程度高い圧力で、拡大
供給管路6内に適時に供給するようにし、装入物3をこの
ガス存在下において同伴するこのガスの助けを得て、炉
内まで搬送するのである。

【００２２】すなわち、装入物3の先頭部が、拡大供給
管路6の上流側、すなわち前記絞り部5の出側に設けたガ
ス吹き込み装置13の吹込み管13aの位置を通りすぎる
と、先行の装入物3がガス12の流路を遮るため、付近の
管内圧が増加して、先行の装入物3と後行の装入物3との
間の気内圧が上昇し、先行装入物3の装入側領域との間
で差圧が生じる結果、圧力の小さい側つまり炉側に、先
行する装入物3が押し出される。かくして、図２（ｃ）
に示すように、装入物3がガス流によって拡大供給管路6
内を炉1まで圧送されてゆく。従って、絞り部5付近に
は、常に僅かな装入物破片しか残留しないことになり、
拡大供給管路6内が装入物3の残留物によって閉塞するよ
うなことは回避される。

【００２３】上記の例において、装入物3をプッシュシ
リンダ8により、断続的に圧縮成形した場合には、該成
形後の装入物は個々に分断された状態になっている。こ
のため、ガス吹き込み装置13より炉1側に進んだ装入物3
は、圧入単位毎に個々に分離して搬送されてゆく。

【００２４】一方、図３に示すように、プッシュシリン
ダ8に代えてスクリュウフィーダー14等によって装入物
を連続的に絞り部5に圧入して充填成形する場合には、
絞り部5出側の圧密充填された後の装入物3は連続体にな
るため、ガス吹き込み装置13を通り過ぎた後も、後続体
に連なっているため、そのままではガス12の吹き込みの
メリットが失われ、ガス助勢下での圧送が減殺されるこ
とになる。

【００２５】そこで、装入物3を絞り部54に連続供給す
る場合には、図４に示すように、絞り部5の出側におい
て、装入物の連続体を、例えば裁断用刃物15による裁断
手段16によって裁断することにより、連続体を短い装入
物31に分離して、図２の場合と同様な輸送を実現するこ
とが有利である。この裁断手段16は、図４に示すよう
に、絞り部5とガス吹き込み装置13との間、もしくはガ
ス吹き込み装置13に近い炉側寄りに設け、装入物の長さ
が長くならないようにする。

【００２６】なお、図２および図４では、装入物供給管
路の断面積より小さな断面積を有する絞り部5として、
該断面積が装入（出側）方向に縮小する例を示したが、
絞り部5の断面積は入側から出側へ一定であってもよ
い。なぜなら、ピストン押し込み体8等により高圧で押
されると、装入物3は管路壁との摩擦により移動抵抗が
増加し、実際には、絞り部内面にテーパーがなくとも、
装入方向に強く圧縮されて強固な栓として機能させるこ
とができるからである。

【００２７】

【実施例】この実施例では、シュレッダーダストを、内
圧が0.05〜0.10ＭPa の炉内に、1.2 kg／min の速度で
装入するに当り、図２に示したところに従って、油圧式
のプッシュシリンダ8にて、50〜110ＭPaの押し込み圧力
で、入口内径25mmおよび長さ100mm の絞り部5にシュレ
ッダーダストを圧入充填し、内径43mmの拡大供給管路6
内に断続的に押し出した後、絞り部5の出側端から100mm
のところに設けた、ガス吹込み管13ａからは、窒素ガ
スを0.5 〜1.5 Ｎm^３／min で吹き込んで、拡大供給管
路6内を約15ｍにわたり搬送する方法で、シュレッダー
ダストを炉内に供給するようにした。このような操業を
行ったところ、拡大供給管路はもちろん、絞り部からも
炉内ガスの漏れはなく、圧縮成型されたダストを安定し
た状態で炉内に送り込むことができた。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
装入物供給管路に絞り部を設けて、装入物の圧縮栓を形
成させることによって、炉内外間の差圧を保ちつつ、絞
り部に続く拡大供給管路を経て、炉内に装入物を送り込
むに際し、圧縮成型後の装入物の形が壊れて拡大供給管
路に詰まりを生じるような装入物であっても、閉塞に至
る前に、該装入物をガスで運び去ることができるため、
安定した装入物の搬送（供給）が実現する。

【００２９】また、本発明によれば、長い輸送管路の大
部分にわたって、短い状態の装入物をガス流で輸送する
ため、輸送物（装入物）と管壁との摩擦抵抗が少なく、
供給管路を曲げたり、輸送距離を伸ばして絞り部を炉か
ら離れたところに設けることが容易になる。

【００３０】加えて、本発明によれば、供給管路内の輸
送物が分断されていることや、管路内の滞留物が少ない
ことから、供給停止後にバルブ等で供給管路を遮断した
り、絞り部付近を除く管路内を容易に清掃することがで
きる。特に、供給管路を遮断するバルブの開閉が確実に
行えることは、炉の運転中に安全に供給管路の点検や改
造、さらに補修工事ができることを意味するから、その
意義は大きいものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 発明者らが先に提案した装入物の供給装置を
示す図である。

【図２】 本発明の装入物の供給装置を示す図である。

【図３】 絞り部に装入物を連続圧入する場合の問題を
説明する図である。

【図４】 本発明の別の装入物の供給装置を示す図であ
る。

【符号の説明】

1 炉 2 チャンバ 3 装入物 4 装入物供給管路 5 絞り部 6 拡大供給管路 7 炉壁 8 プッシュシリンダ 9 ピストン押出体 10 閉止バルブ 11 圧縮可動枠 12 ガス 13 ガス吹き込み装置 13a ガス吹込み管 14 スクリューフィーダ 30 栓（圧密充填体）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮可能な装入物を、装入物供給管路お
   よび炉内に向うその延在位置に設けられた拡大供給管路
   を介して炉内に供給する方法において、その装入物を前
   記装入物供給管路の下流端に設けた絞り部に圧入充填
   し、該絞り部に圧密充填された装入物を、該絞り部の出
   側に続く拡大供給管路中に気密下に押し出すと共に、炉
   内に順次に押し込む際、前記拡大供給管路内にガスを吹
   き込み、該拡大供給管路内装入物を、前記ガス存在下に
   おいてこのガスとともに炉内まで搬送するようにしたこ
   とを特徴とする装入物の炉内供給方法。
2. 【請求項２】 絞り部への装入物の圧入を断続的に行
   い、絞り部通過後の装入物を拡大供給管路内へ不連続に
   押し出すことを特徴とする請求項１に記載の装入物の炉
   内供給方法。
3. 【請求項３】 絞り部への装入物の圧入を連続的に行
   い、その連続化した装入物を、該絞り部の出側において
   裁断し、不連続として拡大供給管路内へ押し出すことを
   特徴とする請求項１に記載の装入物の炉内供給方法。
4. 【請求項４】 チャンバと炉内とを連結する装入物の供
   給管路と、該供給管路内の上流側に設けた絞り部と、該
   絞り部に装入物を圧入充填する装入物供給手段と、該絞
   り部の出側に設けた装入物同伴輸送用ガスの吹き込み装
   置と、を有することを特徴とする装入物の炉内供給装
   置。
5. 【請求項５】 絞り部に装入物を圧入充填する供給手段
   が断続供給方式であることを特徴とする請求項４に記載
   の装入物の炉内供給装置。
6. 【請求項６】 絞り部に装入物を圧入充填する供給手段
   が連続供給方式であり、かつ絞り部出側に装入物の裁断
   手段を設けたことを特徴とする請求項４に記載の装入物
   の炉内供給装置。