JP2005145631A - パイプコンベアの運転方法、パイプコンベア装置及び加工設備 - Google Patents

Abstract

【課題】パイプコンベアの過負荷による停止を防止し、搬送物を確実に搬送し、被加工物を安定して加工する。
【解決手段】搬送用のパイプ７と、パイプ７の内径に略等しいか僅かに小径な形状を有してパイプ７内を移動するブレード８と、ブレード８を適宜の間隔で複数連結し、駆動源１８，２６により循環駆動される無端状リンクチェーン９とを備えたパイプコンベア１６，２５において、無端状リンクチェーン９の駆動によりパイプ７内に投入された搬送物をブレード６の押圧により搬送し、その駆動源１８，２６の運転を、正運転（搬送方向）と停止又は逆転とを繰り返す間欠運転とすることにより、無端状リンクチェーン９の移動を間欠的とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、汚泥、土壌、破砕した物質（木片、紙片、プラスチック細片、ゴム屑等）、又はこれらの物質を熱分解加工して得た炭化物等を搬送するのに適したパイプコンベアの運転方法及びパイプコンベア装置に関し、また当該パイプコンベア装置を適用し、各種の物質を原料にして、乾燥、熱分解により有機成分を除去して減容、減量化する加工設備に関するものである。

従来、加工原料である各種有機性物質、各種汚泥、土壌・土砂等を間接加熱による還元性の雰囲気において熱分解加工を行い、乾燥、炭化、灰化、浄化等の加工をすることが行われている。そして、このような加工を行う際には、原料や加工物の搬送にパイプコンベアを用いる技術が特許文献１〜４等により知られており、この種のパイプコンベアは、密閉されたパイプ内に投入された搬送物を搬送することから、搬送物が系外に飛散することがない特徴がある。
特開平７−２７７４６４号公報 特開平９−２５０７２３号公報 特開平１０−２７９０３９五公報 特開２０００３ー２００１４６号公報

図４は従来の加工物回収装置の概略構成図を示し、当該装置は熱分解装置において有機性含水物質等の原料を乾燥炉で乾燥加工し、炭化炉で熱分解加工して得られた炭化物等の加工物（温度は４００℃程度）を回収するものであり、熱分解装置から排出された加工物は開閉ダンパ１、中継ホッパ２及び開閉ダンパ３を介して投入口４ａからパイプコンベア４に投入される。１ａ，３ａは開閉ダンパ１，３の開閉を行うバルブである。この際、開閉ダンパ１を開とすることにより加工物を中継ホッパ２内に投入し、開閉ダンパ１を閉じる。次に、開閉ダンパ３を開けて加工物を投入口４ａからパイプコンベア４内に投入し、開閉ダンパ３を閉じる。このような動作を繰り返すことにより、加工物はパイプコンベア４内に順次投入されるが、この際に上流側の熱分解装置の回転キルン内に侵入する空気量を抑制する。パイプコンベア４においては、ギヤードモータ等の駆動源５の駆動により投入された加工物が一端から他端まで搬送され、この他端の排出口４ｂから排出され、加工物として回収される。パイプコンベア４は連続運転される。なお、開閉ダンパ１と中継ホッパ２との間にはフレキシブルな接続部６が設けられている。又、４ｃはパイプコンベア４のコーナ部、即ちパイプコンベア４の水平部と垂直部との接続部である。

図５はパイプコンベア４のコーナ部４ｃの拡大断面図を示し、７は搬送用のパイプ、８はパイプ７の内径に略等しいか僅かに小径な形状を有し、パイプ７内を移動するブレード、９はブレード７を適宜の間隔で複数連結し、駆動源５により循環駆動される無端状リンクチェーンであり、この無端状リンクチェーン９の駆動によりパイプ７内に投入された搬送物（加工物）はブレード８により押圧され、搬送される。又、コーナ部４ｃにおいては、パイプ７の内側部分にパイプ７の内壁をリンクチェ−ン９やブレード８から保護するためのコーナプロテクタ１０が設けられている。

上記したパイプコンベア４のコーナ部４ｃにおいては、パイプ７とブレード８との隙間から矢印１１に示すように落下した搬送物が堆積し易く、この堆積物１２がブレード８やリンクチェーン９の移動に対して抵抗となり、またコーナプロテクタ１０も抵抗となるので、これらによってリンクチェーン９の駆動源５に過負荷が作用し、駆動源５が停止し、搬送物の搬送が困難になることがあった。又、このように下流側の加工物回収装置のパイプコンベア４が停止すると、上流側の熱分解装置も停止し、安定した加工を行うことが困難となった。さらに、熱分解装置が停止すると、熱分解反応途中の原料が装置内に止まることから、装置の停止時や再起動時の悪臭発生の原因となった。従って、特に下流側のパイプコンベア４の停止は加工設備の運転において極力解消すべき現象であり、この現象は長時間連続して運転している場合に発生する傾向があった。

そこで、駆動源５の停止後、パイプコンベア４を分解して、調査検討した結果、リンクチェーン９の引っ張り側に緩みが生じていることに着目した。即ち、図６はリンクチェーン９の駆動装置の説明図であり、無端状リンクチェーン９はチェーンホイル１３に係合され、チェーンホイル１３がギヤードモータ等の駆動源５に駆動される。駆動源５によりチェーンホイル１３を矢印１４のように時計回りに回転させると、リンクチェーン９はチェーホイル１３を境にして引っ張り側９ａと戻り側９ｂとに別れ、駆動源５の運転中は引っ張り側９ａは緊張しているが、駆動源５が停止すると、駆動源５が微逆回転して戻り側９ｂが引っ張り側９ａに移動し、引っ張り側９ａが緩む現象に着目した。又、駆動源５を再起動すると、搬送物を正常に搬送できることに着目した。

この発明は上記のような課題を解決するために成されたものであり、パイプコンベアの駆動源の過負荷による停止を防止し、搬送物を確実に搬送できるとともに、被加工物の安定した加工を行うことができるパイプコンベアの運転方法、パイプコンベア装置及び加工設備を得ることを目的とする。

発明者は、パイプコンベアを長時間連続して運転するのではなく、その駆動源を運転（正転駆動）と停止（僅かな逆転駆動も含む。）又は逆転とを繰り返す間欠運転とすることにより、駆動源の停止時にリンクチェーンの張りが解消されてブレードが進行方向の逆方向に移動して過負荷状態が解除され、駆動源の停止が解消できることに着目した。

この発明の請求項１に係るパイプコンベアの運転方法は、搬送用のパイプと、当該パイプの内径に略等しいか僅かに小径な形状を有してパイプ内を移動するブレードと、当該ブレードを適宜の間隔で複数連結し、且つ駆動源により循環駆動される無端状リンクチェーンとを備え、当該無端状リンクチェーンの駆動によってパイプ内に投入された搬送物をブレードの押圧により搬送するパイプコンベアの運転方法において、駆動源を正運転（搬送方向）と停止又は逆転とを繰り返す間欠運転とすることにより無端状リンクチェーンの移動を間欠的とするものである。

請求項２に係るパイプコンベア装置は、搬送用のパイプと、当該パイプの内径に略等しいか僅かに小径な形状を有してパイプ内を移動するブレードと、当該ブレードを適宜の間隔で複数連結し、且つ駆動源により循環駆動される無端状リンクチェーンとを備え、当該無端状リンクチェーンの駆動によってパイプ内に投入された搬送物をブレードの押圧により搬送するパイプコンベアであって、パイプコンベアの駆動源の正運転（搬送方向）と停止又は逆転とを繰り返し行う制御装置を備えたものである。

請求項３に係る加工設備は、投入された原料を間接加熱により熱分解を行う熱分解手段と、当該熱分解手段により加工されて排出された加工物を搬送するパイプコンベアと、前記熱分解手段において発生したガスを燃焼して浄化を行うガス燃焼手段とを備えた加工設備において、前記パイプコンベアは、搬送用のパイプと、当該パイプの内径に略等しいか僅かに小径な形状を有してパイプ内を移動するブレードと、当該ブレードを適宜の間隔で複数連結し、且つ駆動源により循環駆動される無端状リンクチェーンとを備え、当該無端状リンクチェーンの駆動によってパイプ内に投入された搬送物をブレードの押圧により搬送するパイプコンベアであり、パイプコンベアの駆動源の正運転（搬送方向）と停止又は逆転とを繰り返し行う制御装置を備えたものである。

請求項４に係る加工設備は、パイプコンベアの停止を、駆動源の停止又は微逆転により行うものである。

以上のようにこの発明によれば、パイプコンベアの運転を、正運転（搬送方向）と停止又は逆転とを繰り返す間欠運転としたので、停止時にリンクチェーンの張りが解消されてパイプ内の搬送物の堆積物やコーナプロテクタとの緊張関係が解除され、駆動源の過負荷状態が解除される。このため、再起動時にブレード等が円滑に移動し、搬送物を確実に搬送することができる。又、このように、パイプコンベアの停止が生じないので、加工設備の停止も生じず、安定した加工を行うことができ、悪臭等の発生も生じなくなった。

実施最良形態１
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面とともに説明する。図１はこの発明の実施最良形態１による原料投入装置の概略構成図を示し、系外から導入された原料を破砕機１５により破砕加工し、破砕物は投入口１６ａからパイプコンベア１６に投入され、パイプコンベア１６によりホッパ１７まで搬送される。１８はパイプコンベア１６の駆動源である。ホッパ１７は搬送された破砕物を一時貯留し、下部から排出する。ホッパ１７の下部から排出された破砕物はスクリューコンベア１９により計量器２０に搬送される。スクリューコンベア１９はモータ２１により駆動される。計量器２０はロードセル２０ａを有し、スクリューコンベア１９と計量器２０の上端との間には開閉ダンパ２２及びフレキシブルな接続部２３が設けられ、計量器２０の下端にも開閉ダンパ２４が設けられる。開閉ダンパ２２，２４はそれぞれバルブ２２ａ，２４ａにより開閉され、バルブ２２ａ，２４ａは制御装置２７により制御され、ロードセル２０ａからは測定信号が制御装置２７に送られる。又、制御装置２７は破砕機１５及びモータ２１を制御し、制御装置２７にはホッパ１７内の貯留物のレベルを検出するレベルセンサ２８からの測定信号が入力される。

計量器２０における計量においては、開閉ダンパ２２を開いて破砕物を計量器２０内に投入し、計量ダンパ２２を閉じて計量する。計量後、開閉ダンパ２４を開いて破砕物を投入口２５ａからパイプコンベア２５に投入し、開閉ダンパ２４を閉じる。このような動作を繰り返す。計量された破砕物は駆動源２６により駆動されたパイプコンベア２５により搬送され、排出口２５ｂから熱分解装置に排出される。パイプコンベア１６，２５の構造は図４〜図６に示した従来のものと同様であり、それぞれの駆動源１８，２６は制御装置２７により駆動制御される。

破砕機１５を運転している間は、パイプコンベア１６は連続運転である。ただし、破砕機１５における破砕運転は、ホッパ１７内の貯留物が一定レベルになった後は停止され、パイプコンベア１６の運転は間欠運転となる。

又、破砕物をパイプコンベア２５により搬送して熱分解装置へ投入する際には、投入質量を計量することが必要であり、そのために、パイプコンベア２５への破砕物の投入は間欠的となる。従って、パイプコンベア２５の運転を開閉ダンパ２２，２４の開閉に合わせて間欠運転（例えば、３０秒正運転（搬送方向）、２０秒停止）を行う。破砕物の形状は、細分化されてはいるが１〜３ｃｍの大きさであるので、搬送時においてブレード８から脱落することは少なく、駆動源１８，２６を連続運転しても過負荷に至ることはほとんどないが、間欠運転することが望ましい。

実施最良形態１においては、パイプコンベア１６，２５の運転を正運転（搬送方向）、停止の繰り返しによる間欠運転としているので、停止時にリンクチェーン９の引っ張り側９ａは緩み、パイプ７内に堆積した搬送物の堆積物１２及びコーナプロテクタ１０との緊張関係が解除され、ブレード８等に対して堆積物１２及びコーナプロテクタ１０が抵抗でなくなり、過負荷状態を解除することができ、再起動時にリンクチェーン９やブレード８が円滑に移動することができ、駆動源１８，２６が停止することはなく、破砕物の搬送を確実に行うことができる。又、上流側の原料投入装置が停止しないので、下流側の熱分解装置も停止せず、全体的に安定した加工を行うことができる。従って、熱分解反応途中の原料による悪臭の発生も生じない。なお、停止の際は微逆転あるいは逆転させてもよい。

実施最良形態２
図２（ａ），（ｂ）はこの発明の実施最良形態２による加工物回収装置の概略構成図及び駆動源５の運転パターン図を示し、加工物回収装置の構成及び動作は図４〜図６に示した従来と同様であるが、駆動源５の運転パターンが異なる。加工物回収装置は、熱分解装置から炭化物等の加工物を受け取り、回収するものであるが、熱分解加工により生成された乾物、炭化物は、その形態が原料時とは異なる場合がある。例えば、骨格が脆弱な汚泥や屑ゴムが原料の場合には、熱分解加工により粉末、顆粒状となる。このために、パイプコンベア４により加工物を搬送した場合には、パイプコンベア４の水平部から垂直部に移動させた場合に、ブレード８から脱落した加工物はコーナ部４ｃ及び垂直部内に堆積する。しかも、コーナ部４ｃの内側にはパイプ７の内壁を保護するコーナプロテクタ１０が存在することから、ブレード８やリンクチェーン９の移動に堆積物１２やコーナプロテクタ１０が障害となることがある。

従って、制御装置２７により駆動源５を制御によりパイプコンベア４の駆動を間欠運転とすることにより、移動障害を解除するようにした。即ち、駆動源５の運転パターンを例えば図２（ｂ）の（Ａ）の場合には、３０秒正運転（搬送方向）と２０秒停止を開閉ダンパ３の開閉と同期させて繰り返し、（Ｂ）の場合にはやはり開閉ダンパ３の開閉タイミングと同期させて正運転（搬送方向）、停止、逆転、停止、正運転を繰り返し、間欠運転を行う。このように、間欠運転を行うことにより、実施最良形態１と同様に駆動源５に対する過負荷状態を解除することができ、駆動源５は停止せず、加工物の搬送を確実に行うことができ、上流側の熱分解装置や原料投入装置も停止せず、全体的に安定した加工を行うことができ、悪臭の発生も生じない。なお、開閉ダンパ１，３の開閉は制御装置２７によりバルブ１ａ，３ａを開閉制御することにより行われる。又、停止の際は逆転してもよい。

実施最良形態３
図３はこの発明の実施最良形態３による加工設備の概略構成図を示し、２９は乾燥炉３０、炭化炉３１等を備え、原料を間接加熱加工して炭化物を得る熱分解装置である。乾燥炉３０は、加熱温度３５０〜４５０℃で投入された原料を加熱し、水分を蒸発乾燥させる手段であり、回転キルン方式を採用した回転自在の第１分解炉３２と、第１分解炉３２の外周側に形成されたガスダクト（図示せず）を介して導入された熱風ガスにより第１分解炉３２を外部から加熱する外部加熱手段としての加熱ジャケット３３と、回転駆動源等から構成される。熱風ガスは後述の熱風炉４０から導入される。第１分解炉３２の一端には図１に示すような原料投入装置からの破砕された原料が投入ダクト３４を介して投入され、第１分解炉３２は回転しながら破砕物を他端側へ移送する。

炭化炉３１は、乾燥炉で乾燥加工された破砕物を加熱温度４５０〜６５０℃で加熱し、熱分解加工（炭化して有機分を除去）する手段であり、回転キルン方式を採用した第２分解炉３５と、加熱ジャケット３３と同様の加熱ジャケット３７と、回転駆動源等から構成される。第１分解炉３２の排出側と第２分解炉３５の供給側は連絡ダクト３８により連絡され、連絡ダクト３８には第１分解炉３２で発生した水蒸気と第２分解炉３５で発生した熱分解ガスをガス燃焼炉４１に移送するための導管３９が接続されている。

熱風炉４０は熱風ガスを供給するための手段であり、熱風ガスを発生させるための燃焼バーナ４２を備えている。発生した熱風ガスは炭化炉３１の加熱ジャケット３７に供給され、第２分解炉３５を加熱した後、乾燥炉３０の加熱ジャケット３３に供給され、第１分解炉３２を加熱する。こうして、乾燥炉３０及び炭化炉３１において熱風ガスで間接加熱された破砕物は乾燥、熱分解加工され、第２分解炉３５内も移送され、排出ダクト４３から炭化物として排出され、図２（ａ）の加工物回収装置に供給され、パイプコンベア４により搬送、回収される。

一方、加熱ジャケット３３から排出された熱風ガスは循環ブロア４４を介して屋外等へ排気されるが、その一部はブロア４５を介してエゼクタ４６に供給され、ガス燃焼炉４１においてエゼクタ駆動ガスとして利用される。ガス燃焼炉４１は水蒸気及び熱分解ガスを導管３９及びエゼクタ４６を介して供給され、これらを燃焼浄化するものであり、燃焼のための燃焼バーナ４７を備えている。燃焼バーナ４７による燃焼は、熱分解ガスの発生量に応じて、燃料供給量の調整により適宜調整される。

ガス燃焼炉４１で燃焼浄化された８５０℃程度のガスは空気を冷却媒体とする気体―気体熱交換方式の熱交換器４８によって１５０〜２００℃程度に冷却され、バグフィルタ４９、排気ブロア５０及び煙突を介して系外に排出される。熱交換器４８の前後においても必要に応じて冷却空気が導入される。又、熱交換器４８において加熱された空気は熱風炉４０に導入され、熱風ガスの生成に供される。なお、屑ゴム、プラスチックス等原料の含水率が低い場合には、乾燥炉３０を省略してもよい。

実施最良形態３においては、熱分解装置２９により熱分解加工され、排出された加工物は次工程の加工物回収装置においてパイプコンベア４により搬送される。従って、このパイプコンベア４を正運転（搬送方向）と停止とを繰り返す間欠運転とすることにより、その駆動源５に対する過負荷状態が解消され、加工物の搬送を確実に行うことができ、上流側の熱分解装置２９や原料投入装置も停止せず、加工設備を全体として安定した加工を行うことができ、悪臭の発生も生じない。実施最良形態３においても、駆動源５の間欠運転の際の停止は、微逆転あるいは逆転であってもよい。

この発明の実施最良形態１による原料投入装置の概略構成図である。 実施最良形態２による加工物回収装置の概略構成図及び駆動源の運転パターン図である。 実施最良形態３による加工設備の概略構成図である。 従来の加工物回収装置の概略構成図である。 パイプコンベアのコーナ部の拡大断面図である。 無端状リンクチェーンの駆動装置の説明図である。

符号の説明

４，１６，２５…パイプコンベア
４ｃ…コーナ部
５，１８，２６…駆動源
７…パイプ
８…ブレード
９…無端状リンクチェーン
１０…コーナプロテクタ
１２…堆積物
２７…制御装置
２９…熱分解装置
３９…導管
４０…熱風炉
４１…ガス燃焼炉

Claims (4)

1. 搬送用のパイプと、当該パイプの内径に略等しいか僅かに小径な形状を有してパイプ内を移動するブレードと、当該ブレードを適宜の間隔で複数連結し、且つ駆動源により循環駆動される無端状リンクチェーンとを備え、当該無端状リンクチェーンの駆動によってパイプ内に投入された搬送物をブレードの押圧により搬送するパイプコンベアの運転方法において、駆動源を正運転（搬送方法）と停止又は逆転とを繰り返す間欠運転とすることにより無端状リンクチェーンの移動を間欠的とすることを特徴とするパイプコンベアの運転方法。
2. 搬送用のパイプと、当該パイプの内径に略等しいか僅かに小径な形状を有してパイプ内を移動するブレードと、当該ブレードを適宜の間隔で複数連結し、且つ駆動源により循環駆動される無端状リンクチェーンとを備え、当該無端状リンクチェーンの駆動によってパイプ内に投入された搬送物をブレードの押圧により搬送するパイプコンベアであって、パイプコンベアの駆動源の正運転（搬送方向）と停止又は逆転とを繰り返し行う制御装置を備えたことを特徴とするパイプコンベア装置。
3. 投入された原料を間接加熱により熱分解を行う熱分解手段と、当該熱分解手段により加工されて排出された加工物を搬送するパイプコンベアと、前記熱分解手段において発生したガスを燃焼して浄化を行うガス燃焼手段とを備えた加工設備において、前記パイプコンベアは、搬送用のパイプと、当該パイプの内径に略等しいか僅かに小径な形状を有してパイプ内を移動するブレードと、当該ブレードを適宜の間隔で複数連結し、且つ駆動源により循環駆動される無端状リンクチェーンとを備え、当該無端状リンクチェーンの駆動によってパイプ内に投入された搬送物をブレードの押圧により搬送するパイプコンベアであり、パイプコンベアの駆動源の正運転（搬送方向）と停止又は逆転とを繰り返し行う制御装置を備えたことを特徴とする加工設備。
4. パイプコンベアの停止を、駆動源の停止又は微逆転により行うことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のパイプコンベアの運転方法又はパイプコンベア装置又は加工設備。

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