JPH0650800Y2 - 焼却装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、原子力発電所等において発生するポリエチレ
ン、ウエス、および紙等の可燃放射性廃棄物を、床燃焼
型の焼却炉において焼却減容処理した焼却残渣を、自動
的に排出する焼却残渣排出装置を有する焼却装置に関す
るものである。

（従来の技術） 従来、原子力発電所等において発生するポリエチレン、
ウエスおよび紙等の可燃放射性廃棄物は、自燃式たて型
円筒焼却炉において焼却減容処理しているが、この自燃
式たて型円筒焼却炉は大型でしかも過剰空気燃焼である
ので、大型の排ガス処理設備が必要となり、装置全体が
大型複雑となってコスト高となる問題点があった。そこ
で小型で簡単な構造であり低コストである床燃焼型焼却
炉の開発が望まれていた。この床燃焼型焼却炉の燃焼方
法は２段階に分かれており、まず抑制空気雰囲気下すな
わち、理論空気比より小さな空気比で可燃物を自燃させ
て可燃物を炭の状態にて（このことを「ガス化燃焼」と
称している）、次に理論空気比より過剰な空気比のもと
で可燃物を燃焼させて、灰の状態にする（このことを
「燠燃焼」という）。この床燃焼型焼却炉は可燃物を一
括投入して簡便に処理するのに適している。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、この従来の床燃焼型焼却炉では炉床面
に、炉床面と同一平面上に設けられた投入兼排出口から
放射性可燃物を投入し、その焼却灰即ち残渣を投入兼排
出口から人手により取り出しており、作業環境が良くな
いため、例えば、可燃放射性廃棄物の焼却に際しては投
入、排出の自動化が望まれている。

また、例えばポリエチレン等の合成樹脂を含有する可燃
物を、ガス化燃焼および燠燃焼させると、炉床面に堆積
する可燃物中の合成樹脂が溶融して流れ出し、投入兼排
出口を開閉する蓋部に溶融した合成樹脂が被着して蓋部
を閉塞して開放することが不可能になるという不都合が
生じることがある。

本考案の目的は上記不都合を解消し、焼却残渣を自動的
に排出することができる焼却残渣排出装置を有する焼却
装置を提供せんとするにある。

（問題点を解決するための手段） 本考案の可燃放射性廃棄物の焼却装置は、被焼却物の投
入口と、焼却残渣の排出口と、炉床面とを有し、該炉床
面にて可燃放射性廃棄物を静的に燃焼させる床燃焼型の
焼却装置であって、前記排出口を前記焼却装置の側面に
設け、前記炉床面を前記排出口より低く設け、さらに焼
却残渣を排出するスクレーパと、該スクレーパを昇降自
在にするとともに係止および解除機構を有する平行リン
ク機構を介して前記スクレーパに取り付けられる軸と、
該軸を横動させる駆動系とより構成される焼却残渣排出
装置を、前記焼却装置の側面に、前記排出口と対向させ
且つほぼ同一平面上に設け、さらにまた前記炉床面の前
記排出口に接続する端部および前記焼却残渣排出装置に
接続する端部にテーパ面を設けたことを特徴とするもの
である。

（作用） 本考案によれば、炉床面を焼却残渣の排出口より低くし
たことにより、被焼却物中に含まれるポリエチレン等の
合成樹脂が溶融しても炉床面に溜るため、合成樹脂によ
る排出口の閉塞、若しくは排出口を開閉する蓋部材の閉
塞を発生することがない。

また、昇降自在のスクレーパと、このスクレーパを横動
させる軸および駆動系により、炉床面をスクレーパが有
効になぞることができ、したがって炉床面に堆積する焼
却残渣を排出口に押し出すことができる。

（実施例） 本考案の焼却装置の一実施例を詳細に説明する。

第１図において、本考案の焼却装置１の全体を示す。２
は可燃放射性廃棄物をガス化燃焼および燠燃焼させる焼
却炉、３はこの焼却炉に設けられる焼却残渣排出装置を
夫々示す。

まず、焼却炉２について説明する。この焼却炉２は、床
燃焼型と称されるもので、焼却炉２の内側は例えば炭化
珪素等より構成される耐火物４で覆われており、その外
側に鋼製の枠部材５が形成されている。この焼却炉２の
上部には、可燃放射性廃棄物、例えばポリエチレン、ウ
エス、紙等を投入する投入口６と、ガスを排出するため
のガス排出口７とが設けられている。このガス排出口７
は排出ガスを吸入し浄化処理する装置（図示せず）に連
結されている。また、この焼却炉２の対向するいずれか
一対の２側壁には、焼却灰を排出する焼却残渣排出装置
３を挿入する挿入口８と、焼却残渣排出口９とが夫々設
けられている。焼却残渣排出口９の上部の枠部材５に
は、焼却残渣排出口９を開閉する蓋部材10が、焼却炉２
の枠部材５に枢支されるレバー11を介して連結されてお
り、この蓋部材10を必要に応じて矢印Ａのように開閉す
ることができる。また、この焼却炉２の他の対向する一
対の２側壁には、第２図に示すように、覗き孔12と、２
個のバーナー挿入口13,14とがそれぞれ設けられてい
る。また、焼却炉２の炉床面15は、凹んでおり、その各
側壁に設けられた挿入口８および焼却残渣排出口９に接
続する端部には緩やかな傾斜のテーパー面を設ける。凹
んだ炉床面15の側壁には、可燃放射性廃棄物を燃焼させ
る際に空気を供給するエア供給口16が等間隔に一列若し
くは列状に設けられている。

次に、第１図において挿入口８に挿入される焼却残渣排
出装置３について、第３および４図に基づき説明する。
17は焼却残渣をかき出すためのスクレーパを、18はスク
レーパ17に連結される平行リンク機構を、19はこの平行
リンク機構18にフランジ20を介して連結される中空軸を
夫々示している。

スクレーパ17は、比重が軽く軟らかい断熱材21と、この
断熱材21が接着される金属性の矩形板22とより構成され
る。この断熱材21の下部は、一部にテーパー面を有する
凹状の炉床面15に沿って摺動するため、その一部分にテ
ーパー面が設けられている。前記金属性の矩形板22の、
断熱材21と接着した面とは反対側の面に、そこから突出
し且つその面で上下左右に所定の間隔離間される例えば
４個の突起23（;23a,23b,23c,23d）を設ける。この４個
の突起23に平行リンク機構18を回動自在に連結して、ス
クレーパ17がその水平位置を保ちつつ昇降し得るように
する。

以下に平行リンク機構18を詳細に説明すると、前記４個
の突起23（;23a,23b,23c,23d）に４本のリンク部材2
4（;24a,24b,24c,24d）の一方の端部を夫々枢支し、リ
ンク部材24の他方の端部を、フランジ20から突出し且つ
突起23と同様にそのフランジ20に上下左右に所定間隔で
配設される突起25（;25a,25b,25c,25d）に夫々枢支す
る。この突起25とリンク部材24とが枢着される回動軸の
少なくとも１つにＬ型アーム26を回動自在に取り付け
る。例えば第3,4図においてリンク部材24dが突起25bに
枢支される回動軸27に外側からＬ型アーム26が枢着され
ている。このＬ型アーム26の、リンク部材24bとほぼ平
行に延在する端部側には、リンク部材24bから外側（図
面平面から垂直に突出する方向）に突出する係止ピン28
と当接する段部29が設けられており、他方のリンク部材
24とほぼ垂直な方向に延在する端部側には、長溝30が設
けられており、この長溝30に、中空軸19と同芯且つ内側
に延在する中実軸31の、中空軸19から抜け出た端部側か
らＬ型アーム26に向けて突出するピン32が挿入され、こ
の長溝30内をピン32が摺動することができる。

ところで、中実軸31の、ピン32が設けられた側とは反対
の端部は、第１図に示すように、エアシリンダ33に結合
されている。また、中実軸31を収容する中空軸19には、
雌ねじ部材34が固定されており、この雌ねじ部材34を、
この中実軸19の軸線と平行且つほぼ同一平面上に延在す
る送りねじ35と螺合させる。この送りねじ35はその一方
の端部がチエーンまたはベルトを介してモータ36に連結
され、他方の端部は隔壁37に枢支されており、したがっ
てモータ36の回転に応じて送りねじ35がその軸線につき
回転することができる。さらに送りねじ35がモータ36に
より回転されると、これに螺合する雌ねじ部材34が、送
りねじ35と共働して水平に移動し、雌ねじ部材34の移動
に伴なって、雌ねじ部材34が固定される中空軸19が水平
に移動し、中実軸19の水平移動によりこれに連結される
スクレーパ17が水平移動する。これがため、スクレーパ
17の移動範囲を焼却残渣を排出するに十分な距離に限定
するには、送りねじ35上を雌ねじ部材34が移動する範囲
を、例えば隔壁37、或いは送りねじ35にストッパ44を設
けることにより限定すればよい。

なお、中空軸19は側壁38に固定されるスリーブ39,40に
シール部材41,42を介して嵌装されており、そのため、
炉内のガスは焼却残渣排出装置３に入り込むことはな
い。また、スクレーパ17および平行リンク機構18の付近
の側壁38には開閉自在のパージエア供給口43を設けて、
必要に応じて冷却空気を炉内に取り入れることができ
る。

以上のように焼却残渣排出装置３が設けられた焼却炉２
の作動を以下に説明する。

まず、燃やすべき可燃放射性廃棄物を焼却炉２の投入口
６から投入して、可燃放射性廃棄物を炉床面15に堆積さ
せる。この放射性可燃物を静的に燃焼させるべく、バー
ナー挿入口13,14から挿入したバーナーにより炉内温度
および可燃放射性廃棄物の温度を上昇させる。適切な温
度例えばガス化温度500℃に上昇させた後バーナーによ
る加熱をやめて、可燃放射性廃棄物を自燃させて、可燃
放射性廃棄物の例えばポリエチレン等の合成樹脂フィル
ムを溶融させてガスを放出させ、またウェス、紙などは
部分表面燃焼させるため燃焼空気量を調整して炭の状態
にしている。次にこの炭の状態になった可燃物に過剰な
空気をエア供給口16から供給しながら可燃物をさらに燃
焼させて灰の状態にする。この場合の燃焼温度は約700
℃であり、燃焼終了時の灰の堆積量は燃焼炉内に可燃放
射性廃棄物をつめたとしてもたかだか炉床面から数セン
チメートル程度となる。

このように凹んだ炉床面15に堆積した焼却残渣即ち焼却
灰を焼却残渣排出口９から取り出すため、この焼却残渣
排出口９に向けてスクレーパ17を動かして、焼却灰を押
し出す必要がある。そのため焼却残渣排出装置３を作動
させる。まず中実軸31、エアシリンダ33およびＬ型アー
ム26より構成されるリンク部材24の係止手段を、エアシ
リンダ33を作動させて中実軸31を押し出させることによ
り、Ｌ型アーム26の係止位置（実線）から解除位置（仮
想線）まで移動させる。こうするとスクレーパ17は自重
により降下して炉床面15と接触する。次にモータ36を作
動させて、ベルトまたはチェーンを介して送りねじ35を
正回転させる。送りねじ35の回転により送りねじ41に螺
合する雌ねじ部材34が焼却灰排出口９に向けて送り移動
される。この送り移動により雌ねじ部材34が固定される
中空軸19が焼却残渣排出口９に向けて送り移動され、し
たがってスクレーパ17が中空軸19に収容される中実軸31
および中実軸19に結合されるエアシリンダ33とともに焼
却残渣排出口９に向けて移動される。この移動の際にス
クレーパ17は炉床面15を摺動しつつ移動し、炉床面15に
堆積する焼却残渣を押し出していく。なお、この場合に
蓋部材10は開放されていることはもちろんである。送り
ねじ35の正回転により雌ねじ部材34が、送りねじ35の終
端まで移動して停止する。この停止時のスクレーパ17の
位置は、焼却残渣排出口９から突き出ているため、焼却
残渣を完全に排出することができる。ところでこのスク
レーパ17は少なくとも焼却残渣排出口９まで移動して停
止すればよく、そのため送りねじ35を適切な位置で仕切
ってやるか、またはその位置に到達するとモータ36を停
止して送りねじ35の回転を止めるようにすることもでき
る（第１図におけるスクレーパ17の点線位置参照）。

次に、エアシリンダ33の圧力を減圧してエアシリンダ33
を縮めて中実軸31の、中実軸19からの突出量を減らして
中実軸31から突出してＬ型アーム26の長溝30に挿入され
るピン32が中実軸31と共に図面平面右側に移動（戻り移
動）し、Ｌ型アーム26を回転軸27につき回転させてＬ型
アーム26の段部29が係止ピン28と当接し、係止ピン28を
押し上げてリンク部材24、ひいてはスクレーパ17を上昇
させ、第３図における実線のような位置となる。次にモ
ータ36を逆回転させ、このモータ36とチェーン若しくは
ベルトを介して結合される送りねじ35を逆回転させて、
送りねじ35に螺合される雌ねじ部材34を戻り移動させ、
雌ねじ部材34に固定される中空軸19、およびこの中空軸
19に平行リンク機構18を介して連結されたスクレーパ17
を戻り移動させる。この戻り移動は、スクレーパ17が炉
床面15の端部即ち第１図において実線で描かれた位置ま
で到達した際に、モータ36の駆動を停止し、これと関連
する送りねじ35の回転、中空軸19およびスクレーパ17の
移動を停止することにより、終了する。上記サイクルを
何回も繰り返すことによって炉床面15に堆積する焼却残
渣を完全に排出することができる。

ところで、炉床面15に堆積する焼却残渣が多く、スクレ
ーパ17の上昇位置においても焼却残渣即ち焼却灰を排出
することができる場合には、焼却灰の分割排出を行なう
のが有効である。例えば、まずスクレーパ17の上昇位置
において、中空軸19を送り移動させて、焼却残渣をスク
レーパ17により排出し、次に焼却残渣排出口９の付近で
スクレーパ17の係止を解除して、その位置から焼却残渣
排出口９までの焼却灰を排出する。そして順次、スクレ
ーパ17を焼却残渣排出口９から離れた位置に移動させ
て、この作業を繰り返す。これがため、焼却残渣排出口
９に近い側から徐々に焼却灰が排出される。

なお、焼却は焼却炉内の温度が高いためパージエア供給
口43からパージエアを供給して、金属性の平行リンク機
構18の周辺を冷却する必要がある。この場合に、焼却炉
内は、ガス排出口７から常にガスが排出されているた
め、負圧となっており、焼却炉内のガスが、パージエア
供給口43から逆に吹き出すことはない。

以上、本考案の焼却炉の一実施例について説明したが、
本考案は本例にのみ限定されるものではなく、種々に変
形、変更することができることは明白である。例えばエ
アシリンダをステップモータとすることによりスクレー
パ11の上下位置を何段階にもすることができ、これによ
り焼却灰を上から徐々に一定のステップにて排出するこ
とが可能となる。

また、平行リンク機構18を構成するリンク部材24は少な
くとも１個以上あればよく、２個、３個それ以上でもか
まわない。この場合に突起23,25はリンク部材24に対応
した数とする必要がある。

（考案の効果） 本考案は、焼却炉に焼却残渣を機械的に排出する機構を
設けたことにより、従来人手にたよっていた焼却残渣排
出作業が合理化され、作業員の被曝を低減し環境を改善
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は焼却残渣排出装置が組込まれた焼却炉の一部を
示す断面図、 第２図は第１図のＩ−Ｉ線の断面図、 第３図は焼却残渣排出装置の昇降機構を示す部分詳細
図、 第４図は同じく焼却残渣排出装置の解除位置における状
態を示す部分詳細図である。 １…焼却装置、２…焼却炉 ３…焼却残渣排出装置、４…耐火物 ５…枠部材、６…投入口 ７…ガス排出口、８…挿入口 ９…焼却残渣排出口、10…蓋部材 11…レバー、12…覗き孔 13…バーナー挿入口、14…バーナー挿入口 15…炉床面、16…エア供給口 17…スクレーパ、18…平行リンク機構 19…中空軸、20…フランジ 21…断熱材、22…矩形板 23…突起、24…リンク部材 25…突起、26…Ｌ型アーム 27…回動軸、28…係止ピン 29…段部、30…長溝 31…中実軸、32…ピン 33…エアシリンダ、34…雌ねじ部材 35…送りねじ、36…モータ 37…隔壁、38…側壁 39…スリーブ、40…スリーブ 41…シール部材、42…シール部材 43…パージエア供給口、44…ストッパ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】被焼却物の投入口と、焼却残渣の排出口
   と、炉床面とを有し、該炉床面にて可燃放射性廃棄物を
   静的に燃焼させる床燃焼型の焼却装置であって、前記排
   出口を前記焼却装置の側面に設け、前記炉床面を前記排
   出口より低く設け、さらに焼却残渣を排出するスクレー
   パと、該スクレーパを昇降自在にするとともに係止およ
   び解除機構を有する平行リンク機構を介して前記スクレ
   ーパに取り付けられる軸と、該軸を横動させる駆動系と
   より構成される焼却残渣排出装置を、前記焼却装置の側
   面に、前記排出口と対向させ且つほぼ同一平面上に設
   け、さらにまた前記炉床面の前記排出口に接続する端部
   および前記焼却残渣排出装置に接続する端部にテーパ面
   を設けたことを特徴とする焼却装置。
2. 【請求項２】前記平行リンク機構は、各両端が前記スク
   レーパおよび前記軸に枢支される少なくとも１個のリン
   ク部材と、該リンク部材の少なくとも１つと係合して前
   記リンク部材を回動させる昇降用レバーとを具える実用
   新案登録請求の範囲第１項記載の焼却装置。