水砕ピット及び水砕ピットからの水砕固化物の取り出し方法
【課題】高温の溶融物を水中で凝固させ、沈降した水砕固化物をスクレーパコンベアで水面上まで搬送して取り出す水砕ピットにおいて、動力損失の増大や異物のかみ込みによる異常停止を抑制する。
【解決手段】スクレーパコンベアを、水中で水砕固化物１５を搬送する水平方向に配置された１段目スクレーパコンベア４ａと、前記水砕固化物１５を水面上まで搬送する傾斜方向に配置された２段目スクレーパコンベア４ｂとに分離し、１段目及び２段目スクレーパコンベア４ａ、４ｂをそれぞれ独立して駆動させる構成とする。この場合、従来において必要であったスクレーパ押えガイドを不要にすることができ、スクレーパ１０ａ、１０ｂがガイドに接触摺動することによる摩擦抵抗を低減することができ、スクレーパが異物を乗り越えることが可能となる。
【解決手段】スクレーパコンベアを、水中で水砕固化物１５を搬送する水平方向に配置された１段目スクレーパコンベア４ａと、前記水砕固化物１５を水面上まで搬送する傾斜方向に配置された２段目スクレーパコンベア４ｂとに分離し、１段目及び２段目スクレーパコンベア４ａ、４ｂをそれぞれ独立して駆動させる構成とする。この場合、従来において必要であったスクレーパ押えガイドを不要にすることができ、スクレーパ１０ａ、１０ｂがガイドに接触摺動することによる摩擦抵抗を低減することができ、スクレーパが異物を乗り越えることが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水砕ピット及び水砕ピットからの水砕固化物の取り出し方法に関し、特に、例えば廃棄物処理において廃棄物溶融炉から出湯した溶融物を水砕化して処理する廃棄物処理設備に設けられる水砕ピット及び水砕ピットからの水砕固化物の取り出し方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物のガス化溶融設備においては、廃棄物の灰分は溶融スラグ及び溶融メタルとして取り出し、水槽となっている水砕ピットの水中で冷却凝固させ、沈澱した水砕固化物を水砕ピットから取り出している。水砕固化物は、１ｍｍ以下の粒子径の砂状のスラグや５〜１０ｍｍの粒状メタル粒が殆どであるが、塊状の異物も少量ではあるが存在する。
【０００３】
図５は、従来の水砕ピットの構成を示す。図６は、図５のＢ−Ｂ断面図である。
図５に示されるように、１基あるいは複数基のガス化溶融炉（不図示）から出湯される溶融物１４は、ガス化溶融炉の底部に配置された溶融物樋３を経由して、水砕ピットケーシング１内に貯留された水中に落下供給される。このとき、溶融物１４の着水付近に配置した水噴射ノズル２からの噴射水により、溶融物１４は細かく分散され、水中を沈降する過程で冷却凝固する。主としてスラグやメタルで構成される水砕固化物１５は、水砕ピットケーシング１の底部に沈殿する。
【０００４】
水砕ピットケーシング１の底部に沈殿した水砕固化物１５は、スクレーパコンベア４により搬送され、かつ水面上にかき上げられ、ケーシング端部の排出口１ａから取り出される。スクレーパコンベア４は、多数のスクレーパ１０がチェーン１１で連結されて１本のループ（すなわち、エンドレスコンベア）を形成している。図５において、水砕ピットケーシング１の底面に沿って排出口１ａ側に向かって移動するのが搬送方向である。そのため、スクレーパ１０は、水面上に配置された駆動チェーンホイル５と駆動装置（例えば、駆動モータＭ）によって図中矢印方向に駆動される。チェーン１１の戻り側は、戻り側チェーン支持ホイル９によって一定間隔で架橋支持され、テンション調整用チェーンホイル６で搬送側に反転する。チェーン１１の張力は、テンション調整用チェーンホイル６で調整し、初期調整や使用中におけるチェーン１１の伸び分を調整している。
【０００５】
このように、従来のスクレーパコンベア４は、水砕固化物１５の水平方向の搬送と、水切りのための傾斜方向の搬送を行っている。すなわち、図５において、スクレーパコンベア４の搬送側スクレーパは、図中のＣ部からは傾斜面を移動して水面上に出るので、Ｃ部での方向転換が必要となる。そのため、搬送側スクレーパ押えガイド７が必要であり、Ｃ部では曲線状にガイドが形状されている。この場合において、チェーン１１には駆動チェーンホイル５からの引力と初期張力がかかっているので、チェーン１１に引っ張られてスクレーパ１０がケーシング底面から浮き上がろうとし、Ｃ部では搬送側スクレーパ押えガイド７とスクレーパ１０とが常に接触摺動する。
【０００６】
また、戻り側においても、チェーン１１の張力によりスクレーパ１０が浮び上るのを防ぐために、戻り側スクレーパガイド８が設けられている。この場合も搬送側のＣ部と同じく、チェーン１１の張力によってスクレーパ１０とガイド８とが常に接触摺動している。
【０００７】
このように、従来の水砕ピット１は、スクレーパ１０とガイド７，８との摺動摩擦による抵抗のため、駆動チェーンホイル５の駆動には大きな動力を必要とし、さらに動力に見合ってスクレーパ１０を連結するチェーン１１も大きくなるという欠点があった。
【０００８】
さらに、搬送側スクレーパ押えガイド７は、Ｃ部の曲線部のみで構成されているのではなく、塊状になった水砕固化物１５が稼働部にかみ込むのを防ぐため、搬送経路の全長に亘って設置されている。図７に示すように、スクレーパ１０は、通常であれば搬送側スクレーパ押えガイド７とは隙間δ１を保って移動している。しかしながら、ケーシング１の底面に例えばメタル塊の様な異物１６が存在し、スクレーパ１０が異物１６に乗り上げた場合には、スクレーパ１０が搬送側スクレーパ押えガイド７との間に挟まり、スクレーパコンベア４が停止してしまう事態となり得る（図中のＤ部）。このかみ込み現象は、チェーン１１の張力によってスクレーパ１０がケーシング底面から浮かび上がろうとするＣ部にて発生することが多い。そして、この異物１６のかみ込みによる停止が水砕ピットの停止原因の殆どを占めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−１８１３６１号公報
【特許文献２】特開２００９−８３１３号公報
【特許文献３】特開２００１−２０１０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
すなわち、本発明は、一例として挙げた上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、スクレーパとガイドが接触摺動することによる動力損失を低減することのできる水砕ピット及び水砕ピットからの水砕固化物の取り出し方法を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、特に、チェーンの張力によりスクレーパがケーシングの底面から浮び上ることで発生し易い異物のかみ込み現象を抑え、異物のかみ込みによってスクレーパコンベアが停止することを低減することのできる水砕ピット及び水砕ピットからの水砕固化物の取り出し方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に従う水砕ピットは、高温の溶融物を水中で凝固させ、沈降した水砕固化物をスクレーパコンベアで水面上まで搬送して取り出す水砕ピットにおいて、前記スクレーパコンベアを、水中で水砕固化物を搬送する水平方向に配置された１段目スクレーパコンベアと、前記水砕固化物を水面上まで搬送する傾斜方向に配置された２段目スクレーパコンベアと、に分離し、１段目及び２段目スクレーパコンベアをそれぞれ独立して駆動させることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に従う水砕ピットからの水砕固化物の取り出し方法は、水砕ピットの水中で高温の溶融物が凝固され、この水砕ピット内に沈澱した水砕固化物をスクレーパコンベアで水面上まで搬送して取り出す方法において、前記水砕ピット内に水平方向に配置された１段目スクレーパコンベアによって水砕固化物を水中で搬送し、前記１段目スクレーパコンベアとは分離され、独立して駆動される傾斜方向に配置された２段目スクレーパコンベアによって前記水砕固化物を水面上まで搬送することを特徴とする。
【００１４】
前記１段目及び２段目スクレーパコンベアは、搬送側スクレーパ及び戻り側スクレーパ共に搬送方向の曲線部がなく、直線状に移動するようにすることが好ましい。また、前記２段目スクレーパコンベアの戻り側の端部が、１段目スクレーパコンベアの下方位置にまで入り込んだ配置にすることが好ましい。さらに、前記２段目スクレーパコンベアは、前記１段目スクレーパコンベアに比べてスクレーパのピッチを短く設定するか、又はコンベア回転速度を速く設定するか、或いはその両方に設定することが好ましい。さらには、前記１段目スクレーパコンベアの搬送方向に沿って配置され、その先端が前記２段目スクレーパコンベアの乗り継ぎ部の上方位置にまで延びる水砕固化物の搬送ガイド部材をさらに配置することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、水砕ピットから水砕固化物を取り出すスクレーパコンベアを、水中で水砕固化物を搬送する水平方向に配置された１段目スクレーパコンベアと、前記水砕固化物を水面上まで搬送する傾斜方向に配置された２段目スクレーパコンベアと、に分離し、１段目及び２段目スクレーパコンベアをそれぞれ独立して駆動させる構成としたことにより、例えば搬送側スクレーパ押えガイドや戻り側スクレーパガイドが不要となり、これにより摩擦抵抗を低減することができる。その結果、スクレーパコンベアの動力損失を低減することができ、処理コストの低減を図ることが可能となる。
【００１６】
さらに、搬送側スクレーパ押えガイドや戻り側スクレーパガイドが不要となったことにより、前述したような異物のかみ込み現象がなくなるので、装置が異常停止する問題を著しく改善することができる。その結果、本装置の信頼性が大幅に向上することが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に従う水砕ピットの縦断面図である。
【図２】図１の断面Ａ−Ａを示す。
【図３】図１の第１コンベアの駆動モータである。
【図４】図１の第１コンベアが水砕固化物を搬送する様子を示す図である。
【図５】従来の水砕ピットの縦断面図である。
【図６】図５の断面Ｂ−Ｂを示す。
【図７】図５のスクレーパコンベア搬送状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好ましい実施形態による水砕ピットについて、添付図面を参照しながら詳しく説明する。但し、以下に説明する実施形態によって本発明の技術的範囲は何ら限定解釈されることはない。
【００１９】
図１は、本発明の好ましい実施形態に従う２連スクレーパチェーン式の水砕ピットの縦断面図である。水砕ピット１は、例えばガス化溶融炉などの溶融炉（不図示）から出湯される溶融物１４を冷却するための水が貯留される水砕ピットケーシング１を備えている。ケーシング１は、搬送方向後方側が略矩形状を有し、搬送方向前方側が傾斜面を有し、その端部に水砕固化物を取り出すための排出口１ａが形成されている。さらに、ケーシング１の上面側には、前記溶融炉の底部に配置された溶融物樋３から出湯される溶融物１４をケーシング１内に受け入れるための開口部１ｂが形成されている。そして、溶融物１４の着水付近に水噴射ノズル２が配置され、噴射水によって溶融物１４が細かく分散される。分散された溶融物１４は、冷却凝固して水砕固化物１５になると共にケーシング底部に沈降していく。なお、図１には、２基の溶融炉から溶融物１４を受け入れる構造を例示しているが、それ以上であってもよく、溶融炉の数が限定されることはない。
【００２０】
水砕ピットケーシング１の底部側には、水砕固化物の水中搬送用の１段目スクレーパコンベア４ａと、水中から水砕固化物をかき上げる水切り用の２段目スクレーパコンベア４ｂに分離したスクレーパコンベア４が配置されている。
【００２１】
１段目スクレーパコンベア４ａは、ケーシング１の底面に沿って略水平方向に配置されている。１段目スクレーパコンベア４ａは、例えば駆動モータＭなどの駆動機構によって回転駆動される駆動チェーンホイル５ａと、テンション調整用チェーンホイル６ａと、これらチェーンホイル５ａ，６ａよって回動される無端状のチェーン１１ａと、所定のピッチでチェーン１１ａに連結された多数のスクレーパ１０ａを備えている。ケーシング１の底面に沿って水砕固化物を搬送するのが搬送側スクレーパであり、その上方をテンション調整用チェーンホイル６ａに向かって移動するのが戻り側スクレーパである。戻り側スクレーパは、ケーシング底面に沿って直線上に配列した複数の戻り側チェーン支持ホイル９ａによって架橋支持されている。
【００２２】
２段目スクレーパコンベア４ｂは、ケーシング１の傾斜面に沿って傾斜方向に配置されている。２段目スクレーパコンベア４ｂも、１段目スクレーパコンベア４ａと同様に、例えば駆動モータＭなどの駆動機構によって回転駆動される駆動チェーンホイル５ｂと、テンション調整用チェーンホイル６ｂと、これらチェーンホイル５ｂ，６ｂよって回動される無端状のチェーン１１ｂと、所定のピッチでチェーン１１ｂに連結された多数のスクレーパ１０ｂを備えている。そして、戻り側スクレーパは、ケーシング１の傾斜面に沿って直線上に配列した複数の戻り側チェーン支持ホイル９ｂによって架橋支持されている。
【００２３】
２段目スクレーパコンベア４ｂは、その戻り側の端部（少なくとも、テンション調整用チェーンホイル６ｂ）が１段目スクレーパコンベア４ａの下方位置にまで入り込んだ配置にしている。すなわち、１段目スクレーパコンベア４ａによって水中を搬送される水砕固化物は、水中を落下（沈降）して２段目スクレーパコンベア４ｂに受け渡しされるように配置されている。その際、２段目用のテンション調整用チェーンホイル６ｂが位置するケーシング１の隅部に水砕固化物が沈降するのを防止し、且つ、２段目スクレーパコンベア４ｂの乗り継ぎ部４１に水砕固化物が受け渡しされるように、搬送ガイド部材１ｂを配置している。
【００２４】
さらに、乗り継ぎ部４１で水砕固化物が滞留するのを防ぐために、２段目スクレーパコンベア４ｂは、１段目スクレーパコンベア４ａに対して搬送能力を少なくとも同等以上としておく必要がある。このため、２段目スクレーパコンベア４ｂは、１段目スクレーパコンベア４ａよりもスクレーパ１０のピッチを短く設定するか、又はコンベアの回転速度を速く設定するか、或いはその両方を設定することが好ましい。
【００２５】
このように、本実施形態におけるスクレーパコンベア４は、１段目スクレーパコンベア４ａと、２段目スクレーパコンベア４ｂとに分離しており、それぞれが独立して駆動される構成である。１段目用の駆動チェーンホイル５ａと、２段目用の駆動チェーンホイル５ｂの２つの駆動チェーンホイルを配置し、外部の駆動装置によって回転駆動させる。従ってこの場合、図３に示すように、１段目用の駆動モータＭの駆動軸１２がケーシング１の側壁を水中で貫通するため、例えばメカニカルシールやクランドシールなどの回転軸シール装置１３を設けるようにしている。
【００２６】
以上のように、本実施形態の水砕ピット１は、水砕固化物を取り出すためのスクレーパコンベア４を、水中で水砕固化物を搬送する１段目スクレーパコンベア４ａと、水砕固化物を水面上まで搬送する２段目スクレーパコンベア４ｂに分離し、それぞれ独立して駆動させる構成とする。従来における動力損失の増大や、異物１６のかみ込みによる停止等の主たる原因は、水砕固化物の水中搬送と水面上への搬送を一つのスクレーパチェーン４で行っていることにある。従って、本実施形態のように、それぞれを独立したスクレーパチェーン４ａ，４ｂに分離することによって、動力損失が増大するのを抑制し、異物１６のかみ込みによる停止等を防止することが可能となる。
【００２７】
さらに、本実施形態に従うスクレーパコンベア４によれば、１段目及び２段目スクレーパコンベア４ａ，４ｂ共に、搬送側及び戻り側に搬送方向の曲線部がなく、直線的にスクレーパ１０ａ，１０ｂを移動させる構成にしたことにより、従来において必須であった搬送側スクレーパ押えガイド７や戻り側スクレーパ押えガイド８をより確実に不要とすることができる。従って、スクレーパ１０ａ，１０ｂがガイドに接触摺動することがないので、より確実に動力損失の問題や異物１６のかみ込みによる停止等の問題を低減することができる。
【００２８】
特に異物１６のかみ込み現象については、図４に示すように搬送側スクレーパ押えガイド７を無くしたことで上方が自由に開放されているので、ケーシング１の底面に異物１６が存在してもスクレーパ１０は異物１６を乗り超えることが可能である。従って、従来のように異物１６がかみ込んでスクレーパ１０がそれ以上移動できなくなる現象を防止することができる。なお、この異物１６は、例えば大粒のメタル塊が相当するが、底面に固着している訳でないので、時間とともにスクレーパ１０によって運ばれることとなる。
【００２９】
さらに、本実施形態によれば、２段目スクレーパコンベア４ｂのテンション調整用チェーンホイル６ｂが、１段目スクレーパコンベア４ａの下方位置にまで入り込んだ配置とし、水砕固化物が２段目スクレーパコンベア４ｂの乗り継ぎ部４１に沈降供給する構成としたことにより、１段目から２段目スクレーパコンベアへ水砕固化物を速やかに受け渡すことが可能である。その際、１段目スクレーパコンベア４ａよりも２段目スクレーパコンベア４ｂの搬送能力を大きく設定することによって、水砕固化物が乗り継ぎ部４１で滞留してしまうのを抑制することができる。さらに、搬送ガイド部材１ｂを配置することで、水砕固化物を確実に乗り継ぎ部４１に受け渡しすることが可能となり、且つ、意図しないケーシング隅部へ沈降するのを防止することができる。
【００３０】
詳しくは上述したように、本実施形態に従う水砕ピット１は、水中での水砕固化物の搬送と、水面上への搬送をそれぞれ独立した１段目及び２段目スクレーパコンベア４ａ，４ｂで行うように分離し、且つ、それぞれのスクレーパコンベア４ａ，４ｂが搬送方向に対して角度変更のない直線搬送とする構成としたことにより、従来のような搬送側スクレーパガイド７をなくし、且つ、戻り側もチェーン張力による浮き上り防止のための戻り側スクレーパガイド８を不要とした。その結果として、摺動抵抗を低減することができ、異物のかみ込みによる停止等を防止することができるのである。
【００３１】
以上、本発明を具体的な実施形態に則して詳細に説明したが、形式や細部についての種々の置換、変形、変更等が、特許請求の範囲の記載により規定されるような本発明の精神及び範囲から逸脱することなく行われることが可能であることは、当該技術分野における通常の知識を有する者には明らかである。従って、本発明の範囲は、前述の実施形態及び添付図面に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものに基づいて定められるべきである。
【符号の説明】
【００３２】
１ 水砕ピットケーシング
４ａ １段目スクレーパコンベア
４ｂ ２段目スクレーパコンベア
７ 搬送側スクレーパ押えガイド
８ 戻り側スクレーパガイド
１０ａ １段目用のスクレーパ
１０ｂ ２段目用のスクレーパ
１１ａ １段目用のチェーン
１１ｂ ２段目用のチェーン
１５ 水砕固化物
１６ 異物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水砕ピット及び水砕ピットからの水砕固化物の取り出し方法に関し、特に、例えば廃棄物処理において廃棄物溶融炉から出湯した溶融物を水砕化して処理する廃棄物処理設備に設けられる水砕ピット及び水砕ピットからの水砕固化物の取り出し方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物のガス化溶融設備においては、廃棄物の灰分は溶融スラグ及び溶融メタルとして取り出し、水槽となっている水砕ピットの水中で冷却凝固させ、沈澱した水砕固化物を水砕ピットから取り出している。水砕固化物は、１ｍｍ以下の粒子径の砂状のスラグや５〜１０ｍｍの粒状メタル粒が殆どであるが、塊状の異物も少量ではあるが存在する。
【０００３】
図５は、従来の水砕ピットの構成を示す。図６は、図５のＢ−Ｂ断面図である。
図５に示されるように、１基あるいは複数基のガス化溶融炉（不図示）から出湯される溶融物１４は、ガス化溶融炉の底部に配置された溶融物樋３を経由して、水砕ピットケーシング１内に貯留された水中に落下供給される。このとき、溶融物１４の着水付近に配置した水噴射ノズル２からの噴射水により、溶融物１４は細かく分散され、水中を沈降する過程で冷却凝固する。主としてスラグやメタルで構成される水砕固化物１５は、水砕ピットケーシング１の底部に沈殿する。
【０００４】
水砕ピットケーシング１の底部に沈殿した水砕固化物１５は、スクレーパコンベア４により搬送され、かつ水面上にかき上げられ、ケーシング端部の排出口１ａから取り出される。スクレーパコンベア４は、多数のスクレーパ１０がチェーン１１で連結されて１本のループ（すなわち、エンドレスコンベア）を形成している。図５において、水砕ピットケーシング１の底面に沿って排出口１ａ側に向かって移動するのが搬送方向である。そのため、スクレーパ１０は、水面上に配置された駆動チェーンホイル５と駆動装置（例えば、駆動モータＭ）によって図中矢印方向に駆動される。チェーン１１の戻り側は、戻り側チェーン支持ホイル９によって一定間隔で架橋支持され、テンション調整用チェーンホイル６で搬送側に反転する。チェーン１１の張力は、テンション調整用チェーンホイル６で調整し、初期調整や使用中におけるチェーン１１の伸び分を調整している。
【０００５】
このように、従来のスクレーパコンベア４は、水砕固化物１５の水平方向の搬送と、水切りのための傾斜方向の搬送を行っている。すなわち、図５において、スクレーパコンベア４の搬送側スクレーパは、図中のＣ部からは傾斜面を移動して水面上に出るので、Ｃ部での方向転換が必要となる。そのため、搬送側スクレーパ押えガイド７が必要であり、Ｃ部では曲線状にガイドが形状されている。この場合において、チェーン１１には駆動チェーンホイル５からの引力と初期張力がかかっているので、チェーン１１に引っ張られてスクレーパ１０がケーシング底面から浮き上がろうとし、Ｃ部では搬送側スクレーパ押えガイド７とスクレーパ１０とが常に接触摺動する。
【０００６】
また、戻り側においても、チェーン１１の張力によりスクレーパ１０が浮び上るのを防ぐために、戻り側スクレーパガイド８が設けられている。この場合も搬送側のＣ部と同じく、チェーン１１の張力によってスクレーパ１０とガイド８とが常に接触摺動している。
【０００７】
このように、従来の水砕ピット１は、スクレーパ１０とガイド７，８との摺動摩擦による抵抗のため、駆動チェーンホイル５の駆動には大きな動力を必要とし、さらに動力に見合ってスクレーパ１０を連結するチェーン１１も大きくなるという欠点があった。
【０００８】
さらに、搬送側スクレーパ押えガイド７は、Ｃ部の曲線部のみで構成されているのではなく、塊状になった水砕固化物１５が稼働部にかみ込むのを防ぐため、搬送経路の全長に亘って設置されている。図７に示すように、スクレーパ１０は、通常であれば搬送側スクレーパ押えガイド７とは隙間δ１を保って移動している。しかしながら、ケーシング１の底面に例えばメタル塊の様な異物１６が存在し、スクレーパ１０が異物１６に乗り上げた場合には、スクレーパ１０が搬送側スクレーパ押えガイド７との間に挟まり、スクレーパコンベア４が停止してしまう事態となり得る（図中のＤ部）。このかみ込み現象は、チェーン１１の張力によってスクレーパ１０がケーシング底面から浮かび上がろうとするＣ部にて発生することが多い。そして、この異物１６のかみ込みによる停止が水砕ピットの停止原因の殆どを占めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−１８１３６１号公報
【特許文献２】特開２００９−８３１３号公報
【特許文献３】特開２００１−２０１０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
すなわち、本発明は、一例として挙げた上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、スクレーパとガイドが接触摺動することによる動力損失を低減することのできる水砕ピット及び水砕ピットからの水砕固化物の取り出し方法を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、特に、チェーンの張力によりスクレーパがケーシングの底面から浮び上ることで発生し易い異物のかみ込み現象を抑え、異物のかみ込みによってスクレーパコンベアが停止することを低減することのできる水砕ピット及び水砕ピットからの水砕固化物の取り出し方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に従う水砕ピットは、高温の溶融物を水中で凝固させ、沈降した水砕固化物をスクレーパコンベアで水面上まで搬送して取り出す水砕ピットにおいて、前記スクレーパコンベアを、水中で水砕固化物を搬送する水平方向に配置された１段目スクレーパコンベアと、前記水砕固化物を水面上まで搬送する傾斜方向に配置された２段目スクレーパコンベアと、に分離し、１段目及び２段目スクレーパコンベアをそれぞれ独立して駆動させることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に従う水砕ピットからの水砕固化物の取り出し方法は、水砕ピットの水中で高温の溶融物が凝固され、この水砕ピット内に沈澱した水砕固化物をスクレーパコンベアで水面上まで搬送して取り出す方法において、前記水砕ピット内に水平方向に配置された１段目スクレーパコンベアによって水砕固化物を水中で搬送し、前記１段目スクレーパコンベアとは分離され、独立して駆動される傾斜方向に配置された２段目スクレーパコンベアによって前記水砕固化物を水面上まで搬送することを特徴とする。
【００１４】
前記１段目及び２段目スクレーパコンベアは、搬送側スクレーパ及び戻り側スクレーパ共に搬送方向の曲線部がなく、直線状に移動するようにすることが好ましい。また、前記２段目スクレーパコンベアの戻り側の端部が、１段目スクレーパコンベアの下方位置にまで入り込んだ配置にすることが好ましい。さらに、前記２段目スクレーパコンベアは、前記１段目スクレーパコンベアに比べてスクレーパのピッチを短く設定するか、又はコンベア回転速度を速く設定するか、或いはその両方に設定することが好ましい。さらには、前記１段目スクレーパコンベアの搬送方向に沿って配置され、その先端が前記２段目スクレーパコンベアの乗り継ぎ部の上方位置にまで延びる水砕固化物の搬送ガイド部材をさらに配置することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、水砕ピットから水砕固化物を取り出すスクレーパコンベアを、水中で水砕固化物を搬送する水平方向に配置された１段目スクレーパコンベアと、前記水砕固化物を水面上まで搬送する傾斜方向に配置された２段目スクレーパコンベアと、に分離し、１段目及び２段目スクレーパコンベアをそれぞれ独立して駆動させる構成としたことにより、例えば搬送側スクレーパ押えガイドや戻り側スクレーパガイドが不要となり、これにより摩擦抵抗を低減することができる。その結果、スクレーパコンベアの動力損失を低減することができ、処理コストの低減を図ることが可能となる。
【００１６】
さらに、搬送側スクレーパ押えガイドや戻り側スクレーパガイドが不要となったことにより、前述したような異物のかみ込み現象がなくなるので、装置が異常停止する問題を著しく改善することができる。その結果、本装置の信頼性が大幅に向上することが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に従う水砕ピットの縦断面図である。
【図２】図１の断面Ａ−Ａを示す。
【図３】図１の第１コンベアの駆動モータである。
【図４】図１の第１コンベアが水砕固化物を搬送する様子を示す図である。
【図５】従来の水砕ピットの縦断面図である。
【図６】図５の断面Ｂ−Ｂを示す。
【図７】図５のスクレーパコンベア搬送状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好ましい実施形態による水砕ピットについて、添付図面を参照しながら詳しく説明する。但し、以下に説明する実施形態によって本発明の技術的範囲は何ら限定解釈されることはない。
【００１９】
図１は、本発明の好ましい実施形態に従う２連スクレーパチェーン式の水砕ピットの縦断面図である。水砕ピット１は、例えばガス化溶融炉などの溶融炉（不図示）から出湯される溶融物１４を冷却するための水が貯留される水砕ピットケーシング１を備えている。ケーシング１は、搬送方向後方側が略矩形状を有し、搬送方向前方側が傾斜面を有し、その端部に水砕固化物を取り出すための排出口１ａが形成されている。さらに、ケーシング１の上面側には、前記溶融炉の底部に配置された溶融物樋３から出湯される溶融物１４をケーシング１内に受け入れるための開口部１ｂが形成されている。そして、溶融物１４の着水付近に水噴射ノズル２が配置され、噴射水によって溶融物１４が細かく分散される。分散された溶融物１４は、冷却凝固して水砕固化物１５になると共にケーシング底部に沈降していく。なお、図１には、２基の溶融炉から溶融物１４を受け入れる構造を例示しているが、それ以上であってもよく、溶融炉の数が限定されることはない。
【００２０】
水砕ピットケーシング１の底部側には、水砕固化物の水中搬送用の１段目スクレーパコンベア４ａと、水中から水砕固化物をかき上げる水切り用の２段目スクレーパコンベア４ｂに分離したスクレーパコンベア４が配置されている。
【００２１】
１段目スクレーパコンベア４ａは、ケーシング１の底面に沿って略水平方向に配置されている。１段目スクレーパコンベア４ａは、例えば駆動モータＭなどの駆動機構によって回転駆動される駆動チェーンホイル５ａと、テンション調整用チェーンホイル６ａと、これらチェーンホイル５ａ，６ａよって回動される無端状のチェーン１１ａと、所定のピッチでチェーン１１ａに連結された多数のスクレーパ１０ａを備えている。ケーシング１の底面に沿って水砕固化物を搬送するのが搬送側スクレーパであり、その上方をテンション調整用チェーンホイル６ａに向かって移動するのが戻り側スクレーパである。戻り側スクレーパは、ケーシング底面に沿って直線上に配列した複数の戻り側チェーン支持ホイル９ａによって架橋支持されている。
【００２２】
２段目スクレーパコンベア４ｂは、ケーシング１の傾斜面に沿って傾斜方向に配置されている。２段目スクレーパコンベア４ｂも、１段目スクレーパコンベア４ａと同様に、例えば駆動モータＭなどの駆動機構によって回転駆動される駆動チェーンホイル５ｂと、テンション調整用チェーンホイル６ｂと、これらチェーンホイル５ｂ，６ｂよって回動される無端状のチェーン１１ｂと、所定のピッチでチェーン１１ｂに連結された多数のスクレーパ１０ｂを備えている。そして、戻り側スクレーパは、ケーシング１の傾斜面に沿って直線上に配列した複数の戻り側チェーン支持ホイル９ｂによって架橋支持されている。
【００２３】
２段目スクレーパコンベア４ｂは、その戻り側の端部（少なくとも、テンション調整用チェーンホイル６ｂ）が１段目スクレーパコンベア４ａの下方位置にまで入り込んだ配置にしている。すなわち、１段目スクレーパコンベア４ａによって水中を搬送される水砕固化物は、水中を落下（沈降）して２段目スクレーパコンベア４ｂに受け渡しされるように配置されている。その際、２段目用のテンション調整用チェーンホイル６ｂが位置するケーシング１の隅部に水砕固化物が沈降するのを防止し、且つ、２段目スクレーパコンベア４ｂの乗り継ぎ部４１に水砕固化物が受け渡しされるように、搬送ガイド部材１ｂを配置している。
【００２４】
さらに、乗り継ぎ部４１で水砕固化物が滞留するのを防ぐために、２段目スクレーパコンベア４ｂは、１段目スクレーパコンベア４ａに対して搬送能力を少なくとも同等以上としておく必要がある。このため、２段目スクレーパコンベア４ｂは、１段目スクレーパコンベア４ａよりもスクレーパ１０のピッチを短く設定するか、又はコンベアの回転速度を速く設定するか、或いはその両方を設定することが好ましい。
【００２５】
このように、本実施形態におけるスクレーパコンベア４は、１段目スクレーパコンベア４ａと、２段目スクレーパコンベア４ｂとに分離しており、それぞれが独立して駆動される構成である。１段目用の駆動チェーンホイル５ａと、２段目用の駆動チェーンホイル５ｂの２つの駆動チェーンホイルを配置し、外部の駆動装置によって回転駆動させる。従ってこの場合、図３に示すように、１段目用の駆動モータＭの駆動軸１２がケーシング１の側壁を水中で貫通するため、例えばメカニカルシールやクランドシールなどの回転軸シール装置１３を設けるようにしている。
【００２６】
以上のように、本実施形態の水砕ピット１は、水砕固化物を取り出すためのスクレーパコンベア４を、水中で水砕固化物を搬送する１段目スクレーパコンベア４ａと、水砕固化物を水面上まで搬送する２段目スクレーパコンベア４ｂに分離し、それぞれ独立して駆動させる構成とする。従来における動力損失の増大や、異物１６のかみ込みによる停止等の主たる原因は、水砕固化物の水中搬送と水面上への搬送を一つのスクレーパチェーン４で行っていることにある。従って、本実施形態のように、それぞれを独立したスクレーパチェーン４ａ，４ｂに分離することによって、動力損失が増大するのを抑制し、異物１６のかみ込みによる停止等を防止することが可能となる。
【００２７】
さらに、本実施形態に従うスクレーパコンベア４によれば、１段目及び２段目スクレーパコンベア４ａ，４ｂ共に、搬送側及び戻り側に搬送方向の曲線部がなく、直線的にスクレーパ１０ａ，１０ｂを移動させる構成にしたことにより、従来において必須であった搬送側スクレーパ押えガイド７や戻り側スクレーパ押えガイド８をより確実に不要とすることができる。従って、スクレーパ１０ａ，１０ｂがガイドに接触摺動することがないので、より確実に動力損失の問題や異物１６のかみ込みによる停止等の問題を低減することができる。
【００２８】
特に異物１６のかみ込み現象については、図４に示すように搬送側スクレーパ押えガイド７を無くしたことで上方が自由に開放されているので、ケーシング１の底面に異物１６が存在してもスクレーパ１０は異物１６を乗り超えることが可能である。従って、従来のように異物１６がかみ込んでスクレーパ１０がそれ以上移動できなくなる現象を防止することができる。なお、この異物１６は、例えば大粒のメタル塊が相当するが、底面に固着している訳でないので、時間とともにスクレーパ１０によって運ばれることとなる。
【００２９】
さらに、本実施形態によれば、２段目スクレーパコンベア４ｂのテンション調整用チェーンホイル６ｂが、１段目スクレーパコンベア４ａの下方位置にまで入り込んだ配置とし、水砕固化物が２段目スクレーパコンベア４ｂの乗り継ぎ部４１に沈降供給する構成としたことにより、１段目から２段目スクレーパコンベアへ水砕固化物を速やかに受け渡すことが可能である。その際、１段目スクレーパコンベア４ａよりも２段目スクレーパコンベア４ｂの搬送能力を大きく設定することによって、水砕固化物が乗り継ぎ部４１で滞留してしまうのを抑制することができる。さらに、搬送ガイド部材１ｂを配置することで、水砕固化物を確実に乗り継ぎ部４１に受け渡しすることが可能となり、且つ、意図しないケーシング隅部へ沈降するのを防止することができる。
【００３０】
詳しくは上述したように、本実施形態に従う水砕ピット１は、水中での水砕固化物の搬送と、水面上への搬送をそれぞれ独立した１段目及び２段目スクレーパコンベア４ａ，４ｂで行うように分離し、且つ、それぞれのスクレーパコンベア４ａ，４ｂが搬送方向に対して角度変更のない直線搬送とする構成としたことにより、従来のような搬送側スクレーパガイド７をなくし、且つ、戻り側もチェーン張力による浮き上り防止のための戻り側スクレーパガイド８を不要とした。その結果として、摺動抵抗を低減することができ、異物のかみ込みによる停止等を防止することができるのである。
【００３１】
以上、本発明を具体的な実施形態に則して詳細に説明したが、形式や細部についての種々の置換、変形、変更等が、特許請求の範囲の記載により規定されるような本発明の精神及び範囲から逸脱することなく行われることが可能であることは、当該技術分野における通常の知識を有する者には明らかである。従って、本発明の範囲は、前述の実施形態及び添付図面に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものに基づいて定められるべきである。
【符号の説明】
【００３２】
１ 水砕ピットケーシング
４ａ １段目スクレーパコンベア
４ｂ ２段目スクレーパコンベア
７ 搬送側スクレーパ押えガイド
８ 戻り側スクレーパガイド
１０ａ １段目用のスクレーパ
１０ｂ ２段目用のスクレーパ
１１ａ １段目用のチェーン
１１ｂ ２段目用のチェーン
１５ 水砕固化物
１６ 異物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温の溶融物を水中で凝固させ、沈降した水砕固化物をスクレーパコンベアで水面上まで搬送して取り出す水砕ピットにおいて、
前記スクレーパコンベアを、水中で水砕固化物を搬送する水平方向に配置された１段目スクレーパコンベアと、前記水砕固化物を水面上まで搬送する傾斜方向に配置された２段目スクレーパコンベアと、に分離し、１段目及び２段目スクレーパコンベアをそれぞれ独立して駆動させることを特徴とする水砕ピット。
【請求項２】
前記１段目及び２段目スクレーパコンベアは、搬送側スクレーパ及び戻り側スクレーパ共に移動方向の曲線部がなく、直線状に移動することを特徴とする請求項１に記載の水砕ピット。
【請求項３】
前記２段目スクレーパコンベアの戻り側の端部が、１段目スクレーパコンベアの下方位置にまで入り込んだ配置にしていることを特徴とする請求項１又は２に記載の水砕ピット。
【請求項４】
前記２段目スクレーパコンベアは、前記１段目スクレーパコンベアに比べてスクレーパのピッチが短く設定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の水砕ピット。
【請求項５】
前記２段目スクレーパコンベアは、前記１段目スクレーパコンベアに比べてコンベア回転速度が速く設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の水砕ピット。
【請求項６】
前記１段目スクレーパコンベアの搬送方向に沿って配置され、その先端が前記２段目スクレーパコンベアの乗り継ぎ部の上方位置にまで延びる水砕固化物の搬送ガイド部材をさらに配置したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の水砕ピット。
【請求項７】
水砕ピットの水中で高温の溶融物が凝固され、この水砕ピット内に沈澱した水砕固化物をスクレーパコンベアで水面上まで搬送して取り出す方法において、
前記水砕ピット内に水平方向に配置された１段目スクレーパコンベアによって水砕固化物を水中で搬送し、前記１段目スクレーパコンベアとは分離され、独立して駆動される傾斜方向に配置された２段目スクレーパコンベアによって前記水砕固化物を水面上まで搬送することを特徴とする水砕ピットからの水砕固化物の取り出し方法。
【請求項１】
高温の溶融物を水中で凝固させ、沈降した水砕固化物をスクレーパコンベアで水面上まで搬送して取り出す水砕ピットにおいて、
前記スクレーパコンベアを、水中で水砕固化物を搬送する水平方向に配置された１段目スクレーパコンベアと、前記水砕固化物を水面上まで搬送する傾斜方向に配置された２段目スクレーパコンベアと、に分離し、１段目及び２段目スクレーパコンベアをそれぞれ独立して駆動させることを特徴とする水砕ピット。
【請求項２】
前記１段目及び２段目スクレーパコンベアは、搬送側スクレーパ及び戻り側スクレーパ共に移動方向の曲線部がなく、直線状に移動することを特徴とする請求項１に記載の水砕ピット。
【請求項３】
前記２段目スクレーパコンベアの戻り側の端部が、１段目スクレーパコンベアの下方位置にまで入り込んだ配置にしていることを特徴とする請求項１又は２に記載の水砕ピット。
【請求項４】
前記２段目スクレーパコンベアは、前記１段目スクレーパコンベアに比べてスクレーパのピッチが短く設定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の水砕ピット。
【請求項５】
前記２段目スクレーパコンベアは、前記１段目スクレーパコンベアに比べてコンベア回転速度が速く設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の水砕ピット。
【請求項６】
前記１段目スクレーパコンベアの搬送方向に沿って配置され、その先端が前記２段目スクレーパコンベアの乗り継ぎ部の上方位置にまで延びる水砕固化物の搬送ガイド部材をさらに配置したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の水砕ピット。
【請求項７】
水砕ピットの水中で高温の溶融物が凝固され、この水砕ピット内に沈澱した水砕固化物をスクレーパコンベアで水面上まで搬送して取り出す方法において、
前記水砕ピット内に水平方向に配置された１段目スクレーパコンベアによって水砕固化物を水中で搬送し、前記１段目スクレーパコンベアとは分離され、独立して駆動される傾斜方向に配置された２段目スクレーパコンベアによって前記水砕固化物を水面上まで搬送することを特徴とする水砕ピットからの水砕固化物の取り出し方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１２９０２（Ｐ２０１１−１２９０２Ａ）
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５７８１７（Ｐ２００９−１５７８１７）
【出願日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【出願人】（３０６０２２５１３）新日鉄エンジニアリング株式会社 (897)
【出願人】（３９００２２８７３）日鐵プラント設計株式会社 (275)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【出願人】（３０６０２２５１３）新日鉄エンジニアリング株式会社 (897)
【出願人】（３９００２２８７３）日鐵プラント設計株式会社 (275)
【Ｆターム（参考）】
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