炉内ガス漏洩防止装置
【課題】廃棄物の焼却炉やガス化炉の本体や付属機器に設けられた軸シール部からの炉内ガスの漏洩を防止する。
【解決手段】軸シール機構を、グランドボックス１４内に配置されたグランドパッキンと、このグランドパッキン軸方向中間部で軸に嵌めこまれたシール材リング２０を含んで構成し、軸シール機構周辺の気体を導管１７ｂにより引き込み前記気体中に含まれる炉内ガス成分を検知し、炉内ガス成分が検知されたとき漏洩した軸シール機構を特定して警報を発信する漏洩ガス検知手段１７ｃと、前記グランドボックス１４に設けられたシール材供給口２５から前記シール材リング２０にシール材を供給するシール材供給手段を備え、シール材供給手段を前記漏洩ガス検知手段１７ｃの出力信号を入力として該当する軸シール機構にシール材を供給するように構成する。
【解決手段】軸シール機構を、グランドボックス１４内に配置されたグランドパッキンと、このグランドパッキン軸方向中間部で軸に嵌めこまれたシール材リング２０を含んで構成し、軸シール機構周辺の気体を導管１７ｂにより引き込み前記気体中に含まれる炉内ガス成分を検知し、炉内ガス成分が検知されたとき漏洩した軸シール機構を特定して警報を発信する漏洩ガス検知手段１７ｃと、前記グランドボックス１４に設けられたシール材供給口２５から前記シール材リング２０にシール材を供給するシール材供給手段を備え、シール材供給手段を前記漏洩ガス検知手段１７ｃの出力信号を入力として該当する軸シール機構にシール材を供給するように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物焼却炉の炉内ガスが焼却炉に付帯する装置から漏洩するのを検知し、漏洩を防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物焼却炉やガス化溶融炉では、燃焼ガスが炉外に漏洩しないよう一定の負圧を維持するよう誘引通風機で吸引し平衡通風運転を行えるようにしている。焼却物の組成や形状の変動により燃焼が変動し、それに伴い排ガス量が変動し、誘引通風機による炉内圧制御が追従できないような変動が生じた場合、炉圧が正圧になることがある。
一方、廃棄物焼却炉やガス化溶融炉には排ガス出口のほかに、廃棄物を炉に投入する投入口、廃棄物中に混在する不燃物や焼却灰を取り出す不燃物排出口などの開口部分があり、炉圧が正圧に転じた場合、炉内ガスがこれらの開口部分から漏洩することになる。このためこれらに開口部には、機械式やごみなどによるマテリアルシールなどのシール装置を設け、炉内ガスの外部への漏洩防止と、通常負圧運転時の外気空気の炉内洩れ込みを防止する構造としている。
燃焼変動により炉圧が正圧となった場合に、ごみ供給のためのスクリュー式供給装置や、ロータリシール装置、スクリュー式の不燃物抜き出し装置などの回転軸シール部のグランドパッキンなどのシール材がゆるみや劣化を起こしていると、内部の熱分解ガスが漏洩する惧れがある。
【０００３】
従来技術において、軸貫通部はグランドパッキンの定期的な増締め、パッキンの交換によるメンテナンスで対応しているが、微量の漏洩は従来技術では防止できず作業環境悪化を招いている。
従来技術は、炉内ガス化燃焼による炉圧変動を炉出口煙道に設置した圧力計により検出し、誘引通風機により炉内圧制御を実施している。また炉内と直結した設備に有する回転軸シール部構造はグランドパッキン方式であり、グランドパッキンなどのシール材のゆるみや経年劣化などが起こるとシール性が極端に悪くなりグランドパッキンの増し締め、交換などにより対応している。
特許文献１には、シール部からの漏洩ガスを検知したら、炉内の分解ガスを分解ガス燃焼炉に吸引するエゼクタの吸引力を大きくして炉内の圧力を減圧する方法が開示されている（段落００２４参照）。また、特許文献２には、軸封体の両端に装着されたスクイーズパッキンの間のＮ２ガス圧封空間に高圧窒素を圧封し、スクイーズパッキンからのＣＯガスのリークが発生しても、高圧窒素によりＣＯガスが外部に漏洩するのを防止する方法が開示されている（段落００１２参照）。
また、特許文献３には、炉内圧力が正圧の状態が一定時間以上続くと、定量供給機を自動的に緊急停止させて炉内ガスが無制限に炉の周囲に放出されないようにする技術が開示されている（段落０００７参照）。特許文献４には、軸封装置のグランドパッキンをスペーサリングで二つのグループに分け、スペーサリングに形成されたグリース溜めにグリースを満たし、さらに、前記グランドパッキンの奥側に、軸封部に内側から浸入する粉体をパージするＮ２ガスを供給するようにした例が示されている（段落０００６参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２６５１９８号公報
【特許文献２】特開２００２−２２０５９３号公報
【特許文献３】特開２００１−２８９４２２号公報
【特許文献４】特開２００２−０２２０１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術では、炉内ガス化燃焼による炉圧変動を検出し、炉内を負圧に維持するため誘引通風機による平衡通風制御を行っているが、ごみなどの廃棄物の性状は常に変動を伴い、また通常予想されない発熱量の瞬時的な変動も起こりうるので、特に燃焼速度の速い流動床炉では炉内負圧状態を完全に維持できない。
【０００６】
また炉内と直結した設備に有する回転軸シール部構造はグランドパッキン方式であることから、グランドパッキンなどのシール材のゆるみや経年劣化などにより、未燃ガスや有害なダイオキシン類を含んだ熱分解ガスが炉外部に漏洩し、炉室の作業環境の悪化を招くなどの問題が生じる。
【０００７】
特許文献1記載の技術は、軸封部の漏洩自体を防止する点に考慮したものでなく、また、特許文献２、４には、ガス漏洩時の対応については記載されていない。特許文献３にも軸封部の漏洩自体を防止する点については記載されていない。
【０００８】
本発明の課題は、廃棄物の焼却炉やガス化炉の本体や付属機器に設けられた軸シール部からの炉内ガスの漏洩を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は、廃棄物の焼却炉やガス化炉の本体や付属機器に設けられた軸の周囲からの炉内ガス漏洩を防止するために設けられた軸シール機構と、軸シール機構周辺の気体を導管により引き込み前記気体中に含まれる炉内ガス成分を検知し、警報を発信する漏洩ガス検知手段と、前記漏洩ガス検知手段の出力信号を入力として前記軸シール機構にシール材を供給するシール材供給手段を有してなる炉内ガス漏洩防止装置であって、前記軸シール機構を、前記軸の周囲を囲んで配置されるグランドパッキンと、このグランドパッキン軸方向中間部に前記軸に嵌めこまれて配置された環状のシール材リングと、グランドパッキン及びシール材リングの外周を囲んでグランドパッキンを収容するグランドボックスと、前記グランドパッキンを締め付けるグランド抑えを含んで構成し、前記シール材リングは、その内周面と外周面に周方向に形成された溝状のシール材収容空間と、内周面と外周面のシール材収容空間を連通するシール材通路とを備え、前記シール材供給手段は、前記グランドボックスに設けられたシール材供給口から前記シール材リングにシール材を供給するように構成することにより、達成される。
【００１０】
上記構成によれば、軸シール機構から炉内ガスが漏洩したとき、漏洩ガス検知手段によりその旨の検知信号が出力され、この検知信号に応じて、当該軸シール機構に設けられたシール材リング内外のシール材収容空間にシール材が追加供給されるから、軸シール機構のシール能力が強化され、漏洩を容易に防止できる。
【００１１】
前記グランドボックスに設けたシール材供給口の軸方向開口長さよりも、前記シール材リング外周面のシール材収容空間の軸方向長さを大きくし、前記シール材供給口の反グランド抑え側端部が前記シール材リング外周面のシール材収容空間の反グランド抑え側端部よりグランド抑え側に位置するように前記シール材リングをセットすることが望ましい。
【００１２】
このような構成とすることにより、軸長手方向にランドパッキンの増し締めを複数回実施した場合でもシール材リングの内外面に、シール材を切れることなく供給することが可能となる。
【００１３】
また、前記漏洩ガス検知手段は、軸シール機構周辺の気体を取り込む吸入口と、前記吸入口に接続された導管と、前記導管に介装された遠隔開閉可能な弁と、前記導管に接続されたガス検知手段を含んで構成し、炉内ガスの漏洩が検知された時に前記遠隔開閉可能な弁を順次切替え、漏洩箇所を特定する機能を有する制御手段を備えることが望ましい。
【００１４】
このような構成とすることにより、軸シール機構が複数設けられている場合でも、軸シール機構ごとに軸シール機構周辺の気体を取り込む吸入口と導管を設けた場合でも、漏洩箇所を自動的に特定することが可能になる。
【００１５】
前記漏洩ガス検知手段は、軸の端部及び軸シール機構を気密に覆う外部ケーシングと、大気と外部ケーシング内部気体の差圧を測定し、出力する差圧検出器と、前記差圧検出器の出力を入力として差圧の変化量を算定し、出力する差圧変化量判定手段と、差圧変化量判定手段の出力に基づいて漏洩箇所を特定する機能を有する制御手段を含んで構成してもよい。
【００１６】
このような構成とすることにより、特定の成分が検出されなくても漏洩を検知することが可能になり、漏洩の検出漏れを避けることができる。
【００１７】
また、前記シール材供給手段は、前記漏洩ガス検知手段の出力に基づいて、複数の軸シール機構のうち漏洩が特定された軸シール機構にシール材を供給するように構成することが望ましい。
【００１８】
このような構成とすることにより、漏洩した軸シール機構にのみ、追加してシール材を供給することが可能になり、資源の不必要な消費を避けることが可能になる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ごみ等の廃棄物の焼却炉や廃棄物を熱分解ガス化させるガス化溶融炉において、炉外へのガス漏洩を防止することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明をごみ等の廃棄物を熱分解ガス化させるガス化溶融炉（以下、熱分解ガス化炉という）に適用した場合の実施の形態につき説明する。図１０に本発明の実施の形態が適用される熱分解ガス化炉の構造を示す。熱分解ガス化炉１には、廃棄物２が投入される投入口３、炉内で熱分解した熱分解ガスが排気される排ガス出口４、廃棄物２と共に持ち込まれた不燃物が砂と共に抜き出される不燃物排出口５などの開口部分が設けられている。
【００２１】
図１１に本発明の実施の形態が適用される熱分解ガス化炉装置の系統の一例を示す。熱分解ガス化炉１で生成された熱分解ガスは誘引通風機７で吸引されて、排ガス出口４を経て排ガス処理設備群６に導かれる。誘引通風機７及びその入口側に設けられた入口ダンパ１９は、熱分解ガス化炉１の炉内圧力を検出し、熱分解ガスが炉外に漏洩しないよう一定の負圧を維持するように制御する、図示されていない制御手段により制御されて平衡通風運転している。
【００２２】
また投入口３上部には回転軸を備えた供給ダンパ９を介してごみ供給装置８が設置されている。ごみ供給装置８は搬送スクリューを備え、廃棄物２を一定量貯めることによりマテリアルシールを行いながら熱分解ガス化炉１へ廃棄物２を投入する。また不燃物排出口５下部には搬送スクリューを備えた不燃物排出装置１０が設置され、炉内より排出される不燃物及び砂を分別設備１１へ搬送する。分別設備１１は砂だけを回転軸を備えた砂循環装置１２により熱分解ガス化炉１へ戻す。なお熱分解ガス化炉１と直結したごみ供給装置８及び不燃物搬出装置１０は、搬送スクリューに軸シール機構を有しており、供給ダンパ９及び砂循環装置１２は回転軸に軸シール機構を有している。
【００２３】
図１２に一般的な回転軸シール機構の詳細を示す。図示の回転軸シール機構は、回転軸１３とグランドボックス１４、グランド抑え１５及びグランドパッキン１６により構成されており、グランドボックス１４内に入れたグランドパッキン１６はグランド抑え１５により加圧され変形し、回転軸１３に接地(密着)することによりシール性を保つ構造である。この時、回転軸１３が容易に回転できる程度にグランド抑え１５による加圧を調整する必要がある。またグランドパッキン１６にゆるみ及び経年劣化が生じるとシール性が極端に悪くなり、熱分解ガスが炉外へ漏洩する可能性がある。
【実施例１】
【００２４】
本発明に係る炉内ガス漏洩防止装置の実施例１の全体構成を図２に示す。図２に示す装置は、図１１に示す熱分解ガス化炉装置において、不燃物搬出装置１０の搬送スクリューの軸シール機構をシール材注入装置２１を備えた構成にするとともに、軸シール機構近傍に、漏洩ガス検知手段である熱分解ガス検知器１７を設置し、熱分解ガス検知器１７の出力信号に基づいて誘引通風機７及び入口ダンパ１９を制御する回転数制御装置１８を備え、さらに、ごみ供給装置８を制御する制御装置（図示せず）は、熱分解ガス検知器１７の検知信号に応じてごみ供給装置８を制御するようにしたものである。他の構成は、先に図１１を参照して説明したと同じであり、説明を省略する。
【００２５】
すなわち、本実施例に係る炉内ガス漏洩防止装置は、シール材注入装置２１、熱分解ガス検知器１７、熱分解ガス検知器１７の出力信号に基づいて誘引通風機７及び入口ダンパ１９を制御する回転数制御装置１８、熱分解ガス検知器１７の出力信号に基づいて動作するシール材注入装置２１、熱分解ガス検知器１７の検知信号に応じてごみ供給装置８を制御する制御装置を含んで構成されている。
【００２６】
熱分解ガス検知器１７は、吸入口１７ａ、吸入口１７ａに接続された導管１７ｂ、導管１７ｂに接続されたガス検知手段１７ｃを含んで構成されている。ガス検知手段１７ｃは、吸入口１７ａから導管１７ｂを経て吸入口１７ａ周辺の気体を吸引し、吸引した気体に所定の成分が含まれているかどうかを検知する。所定の成分が含まれている場合、ガス検知手段１７ｃは、あらかじめ定められている検知信号を出力する。なお熱分解ガスはＣＯ、ＣｘＨｘなどの未燃ガスや有害なダイオキシン類も含有しているが、本実施の形態の熱分解ガス検知器１７による漏洩検知は、代表的な未燃ガスであるＣＯの検知により行う。また検知後の熱分解ガスは、図示されていない管路を経て熱分解ガス化炉１へ戻し、未燃ガスなどの燃焼を行う。
【００２７】
図１に本実施例に係る軸シール機構及びシール材注入装置２１を示す。グランドボックス１４内にグランドパッキン１６で挟むように、すなわち、グランドパッキン１６の軸方向中間部に、環状のシール材リング２０が回転軸１３に嵌め込まれ、グランド抑え１５でグランドパッキン１６が締め付けられている。そして、グランドボックス１４上部にシール材供給手段であるシール材注入装置２１が設置されている。
【００２８】
シール材リング２０は、その外周面に、円周方向に溝状に連続して形成されたシール材収容空間２０ａ、その内周面に、円周方向に溝状に連続して形成されたシール材収容空間２０ｂがあり、シール材収容空間２０ａ、２０ｂは複数のシール材通路２０ｃにより連通されている。
【００２９】
シール材注入装置２１は、グランドボックス１４に半径方向に貫通して形成された注入口２５と、この注入口２５に接続された導管２３と、導管２３に結合されたシール材供給源２２と、を含んで構成されている。シール材供給源２２は、熱分解ガス検知器１７から出力される検知信号に応じてシール材を加圧供給したり、供給量の増減を行ったりする可変式供給機構を備えている。
【００３０】
なお、図３に示すように、シール材供給口である注入口２５の内周面の開口の軸方向長さＬ１とし、シール材リング２０の外周面のシール材収容空間２０ａの軸方向長さＬ２としたとき、Ｌ１＜Ｌ２とし、且つ、前記軸方向長さＬ２は、グランドパッキン１６のシール性が保てる最大変位量より長くしてある。
【００３１】
シール材供給源２２からシール材が供給されると、供給されたシール材は、導管２３、注入口２５を経てシール材リング２０の外周面のシール材収容空間２０ａに充填される。シール材収容空間２０ａに充填されたシール材は、次いで、シール材通路２０ｃを通ってシール材リング２０の内周面のシール材収容空間２０ｂに充填され、回転軸１３に塗布される。これにより回転軸１３とグランドパッキン１６の隙間にシール層が形成され、熱分解ガスの漏洩が防止される。
【００３２】
図４は本実施例のシール材注入装置２１の軸シール機構の増し締め時の状況を示す。グランドパッキン１６は増し締めごとにグランド抑えで圧迫されて当初の状態よりも軸方向長さが次第に短くなり、それにつれてグランドパッキン１６の中間部に配置されたシール材リング２０のグランドボックスとの軸方向相対位置、言い換えると、注入口２５の内周面の開口とシール材収容空間２０ａの軸方向相対位置は変位する。しかし、Ｌ１、Ｌ２の寸法を前記条件に合わせ、装置使用開始時の注入口２５とシール材リング２０の軸方向相対位置を、シール材リング２０の外周面のシール材収容空間２０ａの反グランド抑え側端部が注入口２５のグランド抑え側端部より反グランド抑え側で、かつ、注入口２５の反グランド抑え側端部よりグランド抑え側に位置するようにセットすることで、軸長手方向に増し締めを複数回実施した場合でも、注入口２５はシール材リング２０の外周面のシール材収容空間２０ａ内に収まり、シール材が切れることなく供給可能となる。
【００３３】
上記構成の炉内ガス漏洩防止装置は、次のように動作する。熱分解ガス検知器１７は、熱分解ガスを検出すると検知信号及び音声、点滅灯による警報を出力する。回転数制御装置１８は、この検知信号に基づいて誘引通風機７の入口ダンパ１９及び誘引通風機７を動作させ、熱分解ガス化炉１炉内圧を負圧に維持できるように制御する。また、ごみ供給装置８を制御する制御装置は、熱分解ガス検知器１７の検知信号に応じて、ごみ供給装置８をミニマム運転に切替ることにより廃棄物２の投入量を抑制し、長時間過負荷燃焼とならないように制御する。またシール材注入装置２１は、可変式供給機構を備え、熱分解ガス検知器１７により漏洩が検知された部位に対してシール材を集中的に供給したり、シール材の供給圧を強めたり、供給量の増減を行ったりするなど、経済的且つ効果的な漏洩防止行う。
【００３４】
シール材としては、例えばグリースが利用可能であり、グリースを用いる場合は、シール材供給源２２を給油グリースを貯留するグリースポットとする。
【００３５】
本実施例は、不燃物排出装置１０の搬送スクリューの軸シール機構を対象に漏洩ガス防止装置を設けたが、ごみ供給装置８、供給ダンパ９、及び砂循環装置１２の軸シール機構を対象に漏洩ガス防止装置を設けるようにしてもよい。
【実施例２】
【００３６】
図５に、本発明の実施の形態に係る炉内ガス漏洩防止装置の実施例２の全体構成を示す。本実施例が前記実施例1と異なるのは、ごみ供給装置８及び供給ダンパ９、不燃物排出装置１０及び砂循環装置１２の軸シール機構が図１、図３に示す構成となり、シール材注入装置２１がそれら軸シール機構それぞれに単独で設けられている点と、熱分解ガス検知器１７の吸入口１７ａが、ごみ供給装置８及び供給ダンパ９、不燃物排出装置１０及び砂循環装置１２それぞれの軸シール機構近傍に設置されていて、各吸入口１７ａにはそれぞれ吸引された気体を導く導管１７ｂが接続され、各導管１７ｂには、遠隔開閉可能な弁１７ｄが介装されているとともに、各導管１７ｂは、図示されていないガス検知手段１７ｃに接続されている点である。他の構成は、前記実施例１と同じであるので、説明を省略する。
【００３７】
ガス検知手段１７ｃは、前記複数の弁１７ｄを一斉開閉、及び個別に開閉する遠隔開閉機能を備えるとともに、前記複数のシール材注入装置２１を個別に制御してシール材の注入圧力、注入量を変更する機能及び漏洩した軸シール機構を備える装置名を表示する手段を備えている。
【００３８】
熱分解ガス化炉１に供給される廃棄物２は、組成や形状及び熱量が一定でなく、それらの性状の変動により燃焼状態が変動する。燃焼状態の変動に伴う一時的な排ガス量増加、急激な圧力変動により、誘引通風機７による炉内圧制御が追従できない変動が生じた場合、熱分解ガス化炉１の炉内圧が瞬間的に正圧になり、このようなとき、炉外へのガス漏洩が発生しやすい。
【００３９】
本実施例では、従って、熱分解ガス化炉１と直結した設備であるごみ供給装置８及び供給ダンパ９、不燃物排出装置１０及び砂循環装置１２などの軸シール機構の多くに、熱分解ガス検知器１７、シール材注入装置２１が設けられている。
【００４０】
以下、本実施例の動作を説明する。通常運転状態では、ガス検知手段１７ｃは、熱分解ガス検知器１７の弁１７ｄをすべて開状態にし、所定の時間間隔で各吸入口１７ａから気体を吸引して漏洩ガスの有無を検知する。漏洩ガスが検知されたら、まず警報信号を出力し、一旦、弁１７ｄをすべて閉じる。次いで、複数の弁１７ｄを1個づつ順に開状態にし、漏洩ガスの有無を検知する。
【００４１】
どの吸入口１７ａから吸引される気体に熱分解ガスが含有されているかが判明したら、該当する装置名を表示するとともに、該当する装置の軸シール機構に設けられたシール材注入装置２１を制御してシール材を注入する。
【００４２】
本実施例によれば、複数の軸シール機構のどれから熱分解ガスが漏洩したかを自動的に検出し、漏洩した軸シール機構に対する漏洩防止処理を自動的に行うことができるから、漏洩を速やかに防止できる。
【実施例３】
【００４３】
図６に本発明の実施例３に係る炉内ガス漏洩防止装置の要部構成を示す。本実施例が前記実施例２と異なるのは、シール材注入装置２１のシール材供給源２２が、複数の軸シール機構に、シール材切替器２６を介して共通に接続されている点と、ガス検知手段１７ｃは、シール材切替器２６を制御するように構成されている点である。他の構成は、前記実施例２と同じであるので、説明を省略する。
【００４４】
本実施例では、シール材供給源２２はシール材の貯蔵、供給を行うが加圧機能はなく、シール材供給源２２の直下に接続されたシール材切替器２６がシール材の加圧、流量制御(可変)と各軸シール機構への切替供給を行う。シール材切替器２６により加圧されたシール材、例えばグリースは、シール材切替器２６内部の流路の切替により所望の導管２３に導かれ、所望の軸シール機構に供給される。
【００４５】
まず、熱分解ガス検知器１７が熱分解ガスの漏洩を検出し、どの装置の軸シール機構からの漏洩であるかを判定する。熱分解ガス検知器１７は、次いで、シール材切替器２６の流路の切替、流量制御(可変)を行い、検知箇所の給油量を増やすことで熱分解ガスの漏洩を抑制する。
【００４６】
本実施例によれば、前記実施例の効果に加え、シール材供給源２２の数を低減でき、シール材の補充の手間やメンテナンスの手間を減らすことが可能になる。
【実施例４】
【００４７】
図７に本発明の実施例４に係る炉内ガス漏洩防止装置の要部構成を示す。本実施例が前記実施例３と異なるのは、漏洩ガス検知手段として、熱分解ガス検知器１７に代えて圧力監視式漏洩ガス検知器を採用した点である。他の構成は、前記実施例３と同じであるので、説明を省略する。
【００４８】
本実施例の圧力監視式漏洩ガス検知器は、各軸シール機構のグランドボックス１４の外周面全周に固着されてグランド抑え１５、回転軸１３の端部を覆う気密円筒状の外部ケーシング２７と、大気と外部ケーシング２７内部気体の差圧ΔＰ１を測定し、出力する第1の差圧検出器２８と、装置内圧と外部ケーシング２７内圧の差圧ΔＰ２を測定し、出力する第２の差圧検出器２９と、第1の差圧検出器２８と第２の差圧検出器２９の出力を入力として差圧の変化量を算定し、出力する差圧変化量判定手段３０ａと、差圧変化量判定手段３０ａの出力に基づいてシール材切替器２６を制御する制御盤３０ｂを含んで構成されている。
【００４９】
第1の差圧検出器２８、第２の差圧検出器２９及び差圧変化量判定手段３０ａは軸シール機構ごとに設けられ、制御盤３０ｂは1台で、各差圧変化量判定手段３０ａの出力を入力としてシール材切替器２６を制御する。
【００５０】
軸シール機構から焼却炉内ガスや熱分解ガスが外部ケーシング２７内に漏洩すると、外部ケーシング２７内は加圧され、大気圧よりも圧力が高くなる。また、軸シール機構から焼却炉内ガスや熱分解ガスが漏洩すると、外部ケーシング２７内は加圧され、装置内圧との差圧が低下する。差圧変化量判定手段３０ａは、第1の差圧検出器２８、第２の差圧検出器２９により検出される差圧の変化量を算出し、出力する。制御盤３０ｂは、そのいずれかが、それぞれあらかじめ設定された管理値を超えるとき、漏洩ありとの検出信号を出力する。これら差圧の変化が検出されるため、漏洩の早期検出が可能となる。制御盤３０ｂは、差圧の変化量が所定の管理値を超えた箇所のシール材の注入量、圧力を制御する。
【００５１】
本実施例によれば、前記実施例３の効果に加え、ＣＯなどの特定成分が検出されない場合でも、ガスの漏洩が検出できるという効果がある。
【実施例５】
【００５２】
図８に本発明の実施例５に係る炉内ガス漏洩防止装置の要部構成を示す。本実施例が前記実施例４と異なるのは、漏洩ガス検知手段として、圧力監視式漏洩ガス検知器に加えて熱分解ガス検知器１７を併用した点である。熱分解ガス検知器１７の吸入口１７ａは外部ケーシング２７内に配置され、吸入口１７ａから吸入された気体は、導管１７ｂを経て外部ケーシング２７外に配置されたガス検知手段１７ｃに入力される。ガス検知手段１７ｃの出力は差圧変化量判定手段３０ａに入力され、差圧変化量判定手段３０ａは、ガス検知手段１７ｃから検知信号が出力された場合、差圧変化量を前記所定の管理値を超える値に変えて制御盤３０ｂに出力するように構成されている。吸入口１７ａは各外部ケーシング２７それぞれに配置され、ガス検知手段１７ｃの出力は、各外部ケーシング２７に対応する差圧変化量判定手段３０ａそれぞれに個別に出力されるようになっている。他の構成は、前記実施例３と同じであるので、説明を省略する。
【００５３】
本実施例によれば、前記実施例４の効果に加え、差圧変化量が微小であっても、ＣＯが検出されれば漏洩として検知でき、速やかな対応が可能になる。
【実施例６】
【００５４】
図９に本発明の実施例６に係る炉内ガス漏洩防止装置の要部構成を示す。本実施例が前記実施例３〜５と異なるのは、シール材注入装置２１を加圧空気をシール材として注入する方式とした点であり、他の構成は前記実施例３〜５と同じであるので説明を省略する。なお、図５は外部ケーシング２７を設けていない場合の例であるが、外部ケーシング２７を設けた場合についても、同様に適用可能である。
【００５５】
本実施例のシール材注入装置２１は、エアフィルタ３５、エアフィルタ３５の出側に接続された加圧ブロワ３１、加圧ブロワ３１の出側にダンパを介して接続された母管３２、母管３２に分岐して接続され母管３２とグランドボックス１４の注入口２５を連通する配管３３、配管３３に介装された流量調整弁３４、及び加圧ブロワ３１と流量調整弁３４を制御する図示されていない制御手段を含んで構成されている。
【００５６】
前記実施例３においてはガス検知手段１７ｃがシール材切替器２６によりシール材の注入を制御し、前記実施例４、５においては制御盤３０ｂがシール材切替器２６によりシール材の注入を制御するが、本実施例においても、ガス検知手段１７ｃもしくは制御盤３０ｂもしくはその双方が併用されて前記図示されていない制御手段を介して、シール材、すなわち加圧空気の注入を制御する。
【００５７】
本実施例においてもリング構造は有効であり、付帯装置を設置することで流量制御は可能となる。
上記各実施例はいずれも、ごみ等の廃棄物を熱分解処理するガス化溶融炉を対象にしたものであるが、ごみを焼却処理するごみ焼却炉、ガス化改質設備においても本発明は適用可能である。またそれら以外でも、気密性を有し、内圧変動する設備においては、圧力または風量、風速等を検知し本機構を付帯することにより漏洩対策が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係る炉内ガス漏洩防止装置の実施例１の要部構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係る炉内ガス漏洩防止装置の実施例１の全体構成を示す系統図である。
【図３】図１の部分の詳細を示す断面図である。
【図４】図１に示す軸シール機構の増し締め時の状況を示す断面図である。
【図５】本発明に係る炉内ガス漏洩防止装置の実施例２の要部構成を示す系統図である。
【図６】本発明に係る炉内ガス漏洩防止装置の実施例３の要部構成を示す部分断面図である。
【図７】本発明に係る炉内ガス漏洩防止装置の実施例４の要部構成を示す断面図である。
【図８】本発明に係る炉内ガス漏洩防止装置の実施例５の要部構成を示す断面図である。
【図９】本発明に係る炉内ガス漏洩防止装置の実施例６の要部構成を示す断面図である。
【図１０】熱分解ガス化炉本体の開口を示す断面図である。
【図１１】熱分解ガス化炉装置の全体構成を示す系統図である。
【図１２】従来技術の回転軸シール機構の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 熱分解ガス化炉
２ 廃棄物
３ 投入口
４ 排ガス出口
５ 不燃物排出口
６ 排ガス処理設備群
７ 誘引通風機
８ ごみ供給装置
９ 供給ダンパ
１０ 不燃物排出装置
１１ 分別設備
１２ 砂循環装置
１３ 回転軸
１４ グランドボックス
１５ グランド抑え
１６ グランドパッキン
１７ 熱分解ガス検知器
１８ 回転数制御装置
１９ 入口ダンパ
２０ シール材リング
２１ シール材注入装置
２２ シール材供給源
２３ 導管
２５ 注入口
２６ シール材切替器
２７ 外部ケーシング
２８ 第１の差圧検出器
２９ 第２の差圧検出器
３０ａ 差圧変化量判定手段
３０ｂ 制御盤
３１ 加圧ブロワ
３２ 母管
３３ 配管
３４ 流量調節弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物焼却炉の炉内ガスが焼却炉に付帯する装置から漏洩するのを検知し、漏洩を防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物焼却炉やガス化溶融炉では、燃焼ガスが炉外に漏洩しないよう一定の負圧を維持するよう誘引通風機で吸引し平衡通風運転を行えるようにしている。焼却物の組成や形状の変動により燃焼が変動し、それに伴い排ガス量が変動し、誘引通風機による炉内圧制御が追従できないような変動が生じた場合、炉圧が正圧になることがある。
一方、廃棄物焼却炉やガス化溶融炉には排ガス出口のほかに、廃棄物を炉に投入する投入口、廃棄物中に混在する不燃物や焼却灰を取り出す不燃物排出口などの開口部分があり、炉圧が正圧に転じた場合、炉内ガスがこれらの開口部分から漏洩することになる。このためこれらに開口部には、機械式やごみなどによるマテリアルシールなどのシール装置を設け、炉内ガスの外部への漏洩防止と、通常負圧運転時の外気空気の炉内洩れ込みを防止する構造としている。
燃焼変動により炉圧が正圧となった場合に、ごみ供給のためのスクリュー式供給装置や、ロータリシール装置、スクリュー式の不燃物抜き出し装置などの回転軸シール部のグランドパッキンなどのシール材がゆるみや劣化を起こしていると、内部の熱分解ガスが漏洩する惧れがある。
【０００３】
従来技術において、軸貫通部はグランドパッキンの定期的な増締め、パッキンの交換によるメンテナンスで対応しているが、微量の漏洩は従来技術では防止できず作業環境悪化を招いている。
従来技術は、炉内ガス化燃焼による炉圧変動を炉出口煙道に設置した圧力計により検出し、誘引通風機により炉内圧制御を実施している。また炉内と直結した設備に有する回転軸シール部構造はグランドパッキン方式であり、グランドパッキンなどのシール材のゆるみや経年劣化などが起こるとシール性が極端に悪くなりグランドパッキンの増し締め、交換などにより対応している。
特許文献１には、シール部からの漏洩ガスを検知したら、炉内の分解ガスを分解ガス燃焼炉に吸引するエゼクタの吸引力を大きくして炉内の圧力を減圧する方法が開示されている（段落００２４参照）。また、特許文献２には、軸封体の両端に装着されたスクイーズパッキンの間のＮ２ガス圧封空間に高圧窒素を圧封し、スクイーズパッキンからのＣＯガスのリークが発生しても、高圧窒素によりＣＯガスが外部に漏洩するのを防止する方法が開示されている（段落００１２参照）。
また、特許文献３には、炉内圧力が正圧の状態が一定時間以上続くと、定量供給機を自動的に緊急停止させて炉内ガスが無制限に炉の周囲に放出されないようにする技術が開示されている（段落０００７参照）。特許文献４には、軸封装置のグランドパッキンをスペーサリングで二つのグループに分け、スペーサリングに形成されたグリース溜めにグリースを満たし、さらに、前記グランドパッキンの奥側に、軸封部に内側から浸入する粉体をパージするＮ２ガスを供給するようにした例が示されている（段落０００６参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２６５１９８号公報
【特許文献２】特開２００２−２２０５９３号公報
【特許文献３】特開２００１−２８９４２２号公報
【特許文献４】特開２００２−０２２０１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術では、炉内ガス化燃焼による炉圧変動を検出し、炉内を負圧に維持するため誘引通風機による平衡通風制御を行っているが、ごみなどの廃棄物の性状は常に変動を伴い、また通常予想されない発熱量の瞬時的な変動も起こりうるので、特に燃焼速度の速い流動床炉では炉内負圧状態を完全に維持できない。
【０００６】
また炉内と直結した設備に有する回転軸シール部構造はグランドパッキン方式であることから、グランドパッキンなどのシール材のゆるみや経年劣化などにより、未燃ガスや有害なダイオキシン類を含んだ熱分解ガスが炉外部に漏洩し、炉室の作業環境の悪化を招くなどの問題が生じる。
【０００７】
特許文献1記載の技術は、軸封部の漏洩自体を防止する点に考慮したものでなく、また、特許文献２、４には、ガス漏洩時の対応については記載されていない。特許文献３にも軸封部の漏洩自体を防止する点については記載されていない。
【０００８】
本発明の課題は、廃棄物の焼却炉やガス化炉の本体や付属機器に設けられた軸シール部からの炉内ガスの漏洩を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は、廃棄物の焼却炉やガス化炉の本体や付属機器に設けられた軸の周囲からの炉内ガス漏洩を防止するために設けられた軸シール機構と、軸シール機構周辺の気体を導管により引き込み前記気体中に含まれる炉内ガス成分を検知し、警報を発信する漏洩ガス検知手段と、前記漏洩ガス検知手段の出力信号を入力として前記軸シール機構にシール材を供給するシール材供給手段を有してなる炉内ガス漏洩防止装置であって、前記軸シール機構を、前記軸の周囲を囲んで配置されるグランドパッキンと、このグランドパッキン軸方向中間部に前記軸に嵌めこまれて配置された環状のシール材リングと、グランドパッキン及びシール材リングの外周を囲んでグランドパッキンを収容するグランドボックスと、前記グランドパッキンを締め付けるグランド抑えを含んで構成し、前記シール材リングは、その内周面と外周面に周方向に形成された溝状のシール材収容空間と、内周面と外周面のシール材収容空間を連通するシール材通路とを備え、前記シール材供給手段は、前記グランドボックスに設けられたシール材供給口から前記シール材リングにシール材を供給するように構成することにより、達成される。
【００１０】
上記構成によれば、軸シール機構から炉内ガスが漏洩したとき、漏洩ガス検知手段によりその旨の検知信号が出力され、この検知信号に応じて、当該軸シール機構に設けられたシール材リング内外のシール材収容空間にシール材が追加供給されるから、軸シール機構のシール能力が強化され、漏洩を容易に防止できる。
【００１１】
前記グランドボックスに設けたシール材供給口の軸方向開口長さよりも、前記シール材リング外周面のシール材収容空間の軸方向長さを大きくし、前記シール材供給口の反グランド抑え側端部が前記シール材リング外周面のシール材収容空間の反グランド抑え側端部よりグランド抑え側に位置するように前記シール材リングをセットすることが望ましい。
【００１２】
このような構成とすることにより、軸長手方向にランドパッキンの増し締めを複数回実施した場合でもシール材リングの内外面に、シール材を切れることなく供給することが可能となる。
【００１３】
また、前記漏洩ガス検知手段は、軸シール機構周辺の気体を取り込む吸入口と、前記吸入口に接続された導管と、前記導管に介装された遠隔開閉可能な弁と、前記導管に接続されたガス検知手段を含んで構成し、炉内ガスの漏洩が検知された時に前記遠隔開閉可能な弁を順次切替え、漏洩箇所を特定する機能を有する制御手段を備えることが望ましい。
【００１４】
このような構成とすることにより、軸シール機構が複数設けられている場合でも、軸シール機構ごとに軸シール機構周辺の気体を取り込む吸入口と導管を設けた場合でも、漏洩箇所を自動的に特定することが可能になる。
【００１５】
前記漏洩ガス検知手段は、軸の端部及び軸シール機構を気密に覆う外部ケーシングと、大気と外部ケーシング内部気体の差圧を測定し、出力する差圧検出器と、前記差圧検出器の出力を入力として差圧の変化量を算定し、出力する差圧変化量判定手段と、差圧変化量判定手段の出力に基づいて漏洩箇所を特定する機能を有する制御手段を含んで構成してもよい。
【００１６】
このような構成とすることにより、特定の成分が検出されなくても漏洩を検知することが可能になり、漏洩の検出漏れを避けることができる。
【００１７】
また、前記シール材供給手段は、前記漏洩ガス検知手段の出力に基づいて、複数の軸シール機構のうち漏洩が特定された軸シール機構にシール材を供給するように構成することが望ましい。
【００１８】
このような構成とすることにより、漏洩した軸シール機構にのみ、追加してシール材を供給することが可能になり、資源の不必要な消費を避けることが可能になる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ごみ等の廃棄物の焼却炉や廃棄物を熱分解ガス化させるガス化溶融炉において、炉外へのガス漏洩を防止することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明をごみ等の廃棄物を熱分解ガス化させるガス化溶融炉（以下、熱分解ガス化炉という）に適用した場合の実施の形態につき説明する。図１０に本発明の実施の形態が適用される熱分解ガス化炉の構造を示す。熱分解ガス化炉１には、廃棄物２が投入される投入口３、炉内で熱分解した熱分解ガスが排気される排ガス出口４、廃棄物２と共に持ち込まれた不燃物が砂と共に抜き出される不燃物排出口５などの開口部分が設けられている。
【００２１】
図１１に本発明の実施の形態が適用される熱分解ガス化炉装置の系統の一例を示す。熱分解ガス化炉１で生成された熱分解ガスは誘引通風機７で吸引されて、排ガス出口４を経て排ガス処理設備群６に導かれる。誘引通風機７及びその入口側に設けられた入口ダンパ１９は、熱分解ガス化炉１の炉内圧力を検出し、熱分解ガスが炉外に漏洩しないよう一定の負圧を維持するように制御する、図示されていない制御手段により制御されて平衡通風運転している。
【００２２】
また投入口３上部には回転軸を備えた供給ダンパ９を介してごみ供給装置８が設置されている。ごみ供給装置８は搬送スクリューを備え、廃棄物２を一定量貯めることによりマテリアルシールを行いながら熱分解ガス化炉１へ廃棄物２を投入する。また不燃物排出口５下部には搬送スクリューを備えた不燃物排出装置１０が設置され、炉内より排出される不燃物及び砂を分別設備１１へ搬送する。分別設備１１は砂だけを回転軸を備えた砂循環装置１２により熱分解ガス化炉１へ戻す。なお熱分解ガス化炉１と直結したごみ供給装置８及び不燃物搬出装置１０は、搬送スクリューに軸シール機構を有しており、供給ダンパ９及び砂循環装置１２は回転軸に軸シール機構を有している。
【００２３】
図１２に一般的な回転軸シール機構の詳細を示す。図示の回転軸シール機構は、回転軸１３とグランドボックス１４、グランド抑え１５及びグランドパッキン１６により構成されており、グランドボックス１４内に入れたグランドパッキン１６はグランド抑え１５により加圧され変形し、回転軸１３に接地(密着)することによりシール性を保つ構造である。この時、回転軸１３が容易に回転できる程度にグランド抑え１５による加圧を調整する必要がある。またグランドパッキン１６にゆるみ及び経年劣化が生じるとシール性が極端に悪くなり、熱分解ガスが炉外へ漏洩する可能性がある。
【実施例１】
【００２４】
本発明に係る炉内ガス漏洩防止装置の実施例１の全体構成を図２に示す。図２に示す装置は、図１１に示す熱分解ガス化炉装置において、不燃物搬出装置１０の搬送スクリューの軸シール機構をシール材注入装置２１を備えた構成にするとともに、軸シール機構近傍に、漏洩ガス検知手段である熱分解ガス検知器１７を設置し、熱分解ガス検知器１７の出力信号に基づいて誘引通風機７及び入口ダンパ１９を制御する回転数制御装置１８を備え、さらに、ごみ供給装置８を制御する制御装置（図示せず）は、熱分解ガス検知器１７の検知信号に応じてごみ供給装置８を制御するようにしたものである。他の構成は、先に図１１を参照して説明したと同じであり、説明を省略する。
【００２５】
すなわち、本実施例に係る炉内ガス漏洩防止装置は、シール材注入装置２１、熱分解ガス検知器１７、熱分解ガス検知器１７の出力信号に基づいて誘引通風機７及び入口ダンパ１９を制御する回転数制御装置１８、熱分解ガス検知器１７の出力信号に基づいて動作するシール材注入装置２１、熱分解ガス検知器１７の検知信号に応じてごみ供給装置８を制御する制御装置を含んで構成されている。
【００２６】
熱分解ガス検知器１７は、吸入口１７ａ、吸入口１７ａに接続された導管１７ｂ、導管１７ｂに接続されたガス検知手段１７ｃを含んで構成されている。ガス検知手段１７ｃは、吸入口１７ａから導管１７ｂを経て吸入口１７ａ周辺の気体を吸引し、吸引した気体に所定の成分が含まれているかどうかを検知する。所定の成分が含まれている場合、ガス検知手段１７ｃは、あらかじめ定められている検知信号を出力する。なお熱分解ガスはＣＯ、ＣｘＨｘなどの未燃ガスや有害なダイオキシン類も含有しているが、本実施の形態の熱分解ガス検知器１７による漏洩検知は、代表的な未燃ガスであるＣＯの検知により行う。また検知後の熱分解ガスは、図示されていない管路を経て熱分解ガス化炉１へ戻し、未燃ガスなどの燃焼を行う。
【００２７】
図１に本実施例に係る軸シール機構及びシール材注入装置２１を示す。グランドボックス１４内にグランドパッキン１６で挟むように、すなわち、グランドパッキン１６の軸方向中間部に、環状のシール材リング２０が回転軸１３に嵌め込まれ、グランド抑え１５でグランドパッキン１６が締め付けられている。そして、グランドボックス１４上部にシール材供給手段であるシール材注入装置２１が設置されている。
【００２８】
シール材リング２０は、その外周面に、円周方向に溝状に連続して形成されたシール材収容空間２０ａ、その内周面に、円周方向に溝状に連続して形成されたシール材収容空間２０ｂがあり、シール材収容空間２０ａ、２０ｂは複数のシール材通路２０ｃにより連通されている。
【００２９】
シール材注入装置２１は、グランドボックス１４に半径方向に貫通して形成された注入口２５と、この注入口２５に接続された導管２３と、導管２３に結合されたシール材供給源２２と、を含んで構成されている。シール材供給源２２は、熱分解ガス検知器１７から出力される検知信号に応じてシール材を加圧供給したり、供給量の増減を行ったりする可変式供給機構を備えている。
【００３０】
なお、図３に示すように、シール材供給口である注入口２５の内周面の開口の軸方向長さＬ１とし、シール材リング２０の外周面のシール材収容空間２０ａの軸方向長さＬ２としたとき、Ｌ１＜Ｌ２とし、且つ、前記軸方向長さＬ２は、グランドパッキン１６のシール性が保てる最大変位量より長くしてある。
【００３１】
シール材供給源２２からシール材が供給されると、供給されたシール材は、導管２３、注入口２５を経てシール材リング２０の外周面のシール材収容空間２０ａに充填される。シール材収容空間２０ａに充填されたシール材は、次いで、シール材通路２０ｃを通ってシール材リング２０の内周面のシール材収容空間２０ｂに充填され、回転軸１３に塗布される。これにより回転軸１３とグランドパッキン１６の隙間にシール層が形成され、熱分解ガスの漏洩が防止される。
【００３２】
図４は本実施例のシール材注入装置２１の軸シール機構の増し締め時の状況を示す。グランドパッキン１６は増し締めごとにグランド抑えで圧迫されて当初の状態よりも軸方向長さが次第に短くなり、それにつれてグランドパッキン１６の中間部に配置されたシール材リング２０のグランドボックスとの軸方向相対位置、言い換えると、注入口２５の内周面の開口とシール材収容空間２０ａの軸方向相対位置は変位する。しかし、Ｌ１、Ｌ２の寸法を前記条件に合わせ、装置使用開始時の注入口２５とシール材リング２０の軸方向相対位置を、シール材リング２０の外周面のシール材収容空間２０ａの反グランド抑え側端部が注入口２５のグランド抑え側端部より反グランド抑え側で、かつ、注入口２５の反グランド抑え側端部よりグランド抑え側に位置するようにセットすることで、軸長手方向に増し締めを複数回実施した場合でも、注入口２５はシール材リング２０の外周面のシール材収容空間２０ａ内に収まり、シール材が切れることなく供給可能となる。
【００３３】
上記構成の炉内ガス漏洩防止装置は、次のように動作する。熱分解ガス検知器１７は、熱分解ガスを検出すると検知信号及び音声、点滅灯による警報を出力する。回転数制御装置１８は、この検知信号に基づいて誘引通風機７の入口ダンパ１９及び誘引通風機７を動作させ、熱分解ガス化炉１炉内圧を負圧に維持できるように制御する。また、ごみ供給装置８を制御する制御装置は、熱分解ガス検知器１７の検知信号に応じて、ごみ供給装置８をミニマム運転に切替ることにより廃棄物２の投入量を抑制し、長時間過負荷燃焼とならないように制御する。またシール材注入装置２１は、可変式供給機構を備え、熱分解ガス検知器１７により漏洩が検知された部位に対してシール材を集中的に供給したり、シール材の供給圧を強めたり、供給量の増減を行ったりするなど、経済的且つ効果的な漏洩防止行う。
【００３４】
シール材としては、例えばグリースが利用可能であり、グリースを用いる場合は、シール材供給源２２を給油グリースを貯留するグリースポットとする。
【００３５】
本実施例は、不燃物排出装置１０の搬送スクリューの軸シール機構を対象に漏洩ガス防止装置を設けたが、ごみ供給装置８、供給ダンパ９、及び砂循環装置１２の軸シール機構を対象に漏洩ガス防止装置を設けるようにしてもよい。
【実施例２】
【００３６】
図５に、本発明の実施の形態に係る炉内ガス漏洩防止装置の実施例２の全体構成を示す。本実施例が前記実施例1と異なるのは、ごみ供給装置８及び供給ダンパ９、不燃物排出装置１０及び砂循環装置１２の軸シール機構が図１、図３に示す構成となり、シール材注入装置２１がそれら軸シール機構それぞれに単独で設けられている点と、熱分解ガス検知器１７の吸入口１７ａが、ごみ供給装置８及び供給ダンパ９、不燃物排出装置１０及び砂循環装置１２それぞれの軸シール機構近傍に設置されていて、各吸入口１７ａにはそれぞれ吸引された気体を導く導管１７ｂが接続され、各導管１７ｂには、遠隔開閉可能な弁１７ｄが介装されているとともに、各導管１７ｂは、図示されていないガス検知手段１７ｃに接続されている点である。他の構成は、前記実施例１と同じであるので、説明を省略する。
【００３７】
ガス検知手段１７ｃは、前記複数の弁１７ｄを一斉開閉、及び個別に開閉する遠隔開閉機能を備えるとともに、前記複数のシール材注入装置２１を個別に制御してシール材の注入圧力、注入量を変更する機能及び漏洩した軸シール機構を備える装置名を表示する手段を備えている。
【００３８】
熱分解ガス化炉１に供給される廃棄物２は、組成や形状及び熱量が一定でなく、それらの性状の変動により燃焼状態が変動する。燃焼状態の変動に伴う一時的な排ガス量増加、急激な圧力変動により、誘引通風機７による炉内圧制御が追従できない変動が生じた場合、熱分解ガス化炉１の炉内圧が瞬間的に正圧になり、このようなとき、炉外へのガス漏洩が発生しやすい。
【００３９】
本実施例では、従って、熱分解ガス化炉１と直結した設備であるごみ供給装置８及び供給ダンパ９、不燃物排出装置１０及び砂循環装置１２などの軸シール機構の多くに、熱分解ガス検知器１７、シール材注入装置２１が設けられている。
【００４０】
以下、本実施例の動作を説明する。通常運転状態では、ガス検知手段１７ｃは、熱分解ガス検知器１７の弁１７ｄをすべて開状態にし、所定の時間間隔で各吸入口１７ａから気体を吸引して漏洩ガスの有無を検知する。漏洩ガスが検知されたら、まず警報信号を出力し、一旦、弁１７ｄをすべて閉じる。次いで、複数の弁１７ｄを1個づつ順に開状態にし、漏洩ガスの有無を検知する。
【００４１】
どの吸入口１７ａから吸引される気体に熱分解ガスが含有されているかが判明したら、該当する装置名を表示するとともに、該当する装置の軸シール機構に設けられたシール材注入装置２１を制御してシール材を注入する。
【００４２】
本実施例によれば、複数の軸シール機構のどれから熱分解ガスが漏洩したかを自動的に検出し、漏洩した軸シール機構に対する漏洩防止処理を自動的に行うことができるから、漏洩を速やかに防止できる。
【実施例３】
【００４３】
図６に本発明の実施例３に係る炉内ガス漏洩防止装置の要部構成を示す。本実施例が前記実施例２と異なるのは、シール材注入装置２１のシール材供給源２２が、複数の軸シール機構に、シール材切替器２６を介して共通に接続されている点と、ガス検知手段１７ｃは、シール材切替器２６を制御するように構成されている点である。他の構成は、前記実施例２と同じであるので、説明を省略する。
【００４４】
本実施例では、シール材供給源２２はシール材の貯蔵、供給を行うが加圧機能はなく、シール材供給源２２の直下に接続されたシール材切替器２６がシール材の加圧、流量制御(可変)と各軸シール機構への切替供給を行う。シール材切替器２６により加圧されたシール材、例えばグリースは、シール材切替器２６内部の流路の切替により所望の導管２３に導かれ、所望の軸シール機構に供給される。
【００４５】
まず、熱分解ガス検知器１７が熱分解ガスの漏洩を検出し、どの装置の軸シール機構からの漏洩であるかを判定する。熱分解ガス検知器１７は、次いで、シール材切替器２６の流路の切替、流量制御(可変)を行い、検知箇所の給油量を増やすことで熱分解ガスの漏洩を抑制する。
【００４６】
本実施例によれば、前記実施例の効果に加え、シール材供給源２２の数を低減でき、シール材の補充の手間やメンテナンスの手間を減らすことが可能になる。
【実施例４】
【００４７】
図７に本発明の実施例４に係る炉内ガス漏洩防止装置の要部構成を示す。本実施例が前記実施例３と異なるのは、漏洩ガス検知手段として、熱分解ガス検知器１７に代えて圧力監視式漏洩ガス検知器を採用した点である。他の構成は、前記実施例３と同じであるので、説明を省略する。
【００４８】
本実施例の圧力監視式漏洩ガス検知器は、各軸シール機構のグランドボックス１４の外周面全周に固着されてグランド抑え１５、回転軸１３の端部を覆う気密円筒状の外部ケーシング２７と、大気と外部ケーシング２７内部気体の差圧ΔＰ１を測定し、出力する第1の差圧検出器２８と、装置内圧と外部ケーシング２７内圧の差圧ΔＰ２を測定し、出力する第２の差圧検出器２９と、第1の差圧検出器２８と第２の差圧検出器２９の出力を入力として差圧の変化量を算定し、出力する差圧変化量判定手段３０ａと、差圧変化量判定手段３０ａの出力に基づいてシール材切替器２６を制御する制御盤３０ｂを含んで構成されている。
【００４９】
第1の差圧検出器２８、第２の差圧検出器２９及び差圧変化量判定手段３０ａは軸シール機構ごとに設けられ、制御盤３０ｂは1台で、各差圧変化量判定手段３０ａの出力を入力としてシール材切替器２６を制御する。
【００５０】
軸シール機構から焼却炉内ガスや熱分解ガスが外部ケーシング２７内に漏洩すると、外部ケーシング２７内は加圧され、大気圧よりも圧力が高くなる。また、軸シール機構から焼却炉内ガスや熱分解ガスが漏洩すると、外部ケーシング２７内は加圧され、装置内圧との差圧が低下する。差圧変化量判定手段３０ａは、第1の差圧検出器２８、第２の差圧検出器２９により検出される差圧の変化量を算出し、出力する。制御盤３０ｂは、そのいずれかが、それぞれあらかじめ設定された管理値を超えるとき、漏洩ありとの検出信号を出力する。これら差圧の変化が検出されるため、漏洩の早期検出が可能となる。制御盤３０ｂは、差圧の変化量が所定の管理値を超えた箇所のシール材の注入量、圧力を制御する。
【００５１】
本実施例によれば、前記実施例３の効果に加え、ＣＯなどの特定成分が検出されない場合でも、ガスの漏洩が検出できるという効果がある。
【実施例５】
【００５２】
図８に本発明の実施例５に係る炉内ガス漏洩防止装置の要部構成を示す。本実施例が前記実施例４と異なるのは、漏洩ガス検知手段として、圧力監視式漏洩ガス検知器に加えて熱分解ガス検知器１７を併用した点である。熱分解ガス検知器１７の吸入口１７ａは外部ケーシング２７内に配置され、吸入口１７ａから吸入された気体は、導管１７ｂを経て外部ケーシング２７外に配置されたガス検知手段１７ｃに入力される。ガス検知手段１７ｃの出力は差圧変化量判定手段３０ａに入力され、差圧変化量判定手段３０ａは、ガス検知手段１７ｃから検知信号が出力された場合、差圧変化量を前記所定の管理値を超える値に変えて制御盤３０ｂに出力するように構成されている。吸入口１７ａは各外部ケーシング２７それぞれに配置され、ガス検知手段１７ｃの出力は、各外部ケーシング２７に対応する差圧変化量判定手段３０ａそれぞれに個別に出力されるようになっている。他の構成は、前記実施例３と同じであるので、説明を省略する。
【００５３】
本実施例によれば、前記実施例４の効果に加え、差圧変化量が微小であっても、ＣＯが検出されれば漏洩として検知でき、速やかな対応が可能になる。
【実施例６】
【００５４】
図９に本発明の実施例６に係る炉内ガス漏洩防止装置の要部構成を示す。本実施例が前記実施例３〜５と異なるのは、シール材注入装置２１を加圧空気をシール材として注入する方式とした点であり、他の構成は前記実施例３〜５と同じであるので説明を省略する。なお、図５は外部ケーシング２７を設けていない場合の例であるが、外部ケーシング２７を設けた場合についても、同様に適用可能である。
【００５５】
本実施例のシール材注入装置２１は、エアフィルタ３５、エアフィルタ３５の出側に接続された加圧ブロワ３１、加圧ブロワ３１の出側にダンパを介して接続された母管３２、母管３２に分岐して接続され母管３２とグランドボックス１４の注入口２５を連通する配管３３、配管３３に介装された流量調整弁３４、及び加圧ブロワ３１と流量調整弁３４を制御する図示されていない制御手段を含んで構成されている。
【００５６】
前記実施例３においてはガス検知手段１７ｃがシール材切替器２６によりシール材の注入を制御し、前記実施例４、５においては制御盤３０ｂがシール材切替器２６によりシール材の注入を制御するが、本実施例においても、ガス検知手段１７ｃもしくは制御盤３０ｂもしくはその双方が併用されて前記図示されていない制御手段を介して、シール材、すなわち加圧空気の注入を制御する。
【００５７】
本実施例においてもリング構造は有効であり、付帯装置を設置することで流量制御は可能となる。
上記各実施例はいずれも、ごみ等の廃棄物を熱分解処理するガス化溶融炉を対象にしたものであるが、ごみを焼却処理するごみ焼却炉、ガス化改質設備においても本発明は適用可能である。またそれら以外でも、気密性を有し、内圧変動する設備においては、圧力または風量、風速等を検知し本機構を付帯することにより漏洩対策が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係る炉内ガス漏洩防止装置の実施例１の要部構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係る炉内ガス漏洩防止装置の実施例１の全体構成を示す系統図である。
【図３】図１の部分の詳細を示す断面図である。
【図４】図１に示す軸シール機構の増し締め時の状況を示す断面図である。
【図５】本発明に係る炉内ガス漏洩防止装置の実施例２の要部構成を示す系統図である。
【図６】本発明に係る炉内ガス漏洩防止装置の実施例３の要部構成を示す部分断面図である。
【図７】本発明に係る炉内ガス漏洩防止装置の実施例４の要部構成を示す断面図である。
【図８】本発明に係る炉内ガス漏洩防止装置の実施例５の要部構成を示す断面図である。
【図９】本発明に係る炉内ガス漏洩防止装置の実施例６の要部構成を示す断面図である。
【図１０】熱分解ガス化炉本体の開口を示す断面図である。
【図１１】熱分解ガス化炉装置の全体構成を示す系統図である。
【図１２】従来技術の回転軸シール機構の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 熱分解ガス化炉
２ 廃棄物
３ 投入口
４ 排ガス出口
５ 不燃物排出口
６ 排ガス処理設備群
７ 誘引通風機
８ ごみ供給装置
９ 供給ダンパ
１０ 不燃物排出装置
１１ 分別設備
１２ 砂循環装置
１３ 回転軸
１４ グランドボックス
１５ グランド抑え
１６ グランドパッキン
１７ 熱分解ガス検知器
１８ 回転数制御装置
１９ 入口ダンパ
２０ シール材リング
２１ シール材注入装置
２２ シール材供給源
２３ 導管
２５ 注入口
２６ シール材切替器
２７ 外部ケーシング
２８ 第１の差圧検出器
２９ 第２の差圧検出器
３０ａ 差圧変化量判定手段
３０ｂ 制御盤
３１ 加圧ブロワ
３２ 母管
３３ 配管
３４ 流量調節弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉の本体及び付属機器に設けられた軸の周囲からの炉内ガス漏洩を防止するために設けられた軸シール機構と、軸シール機構周辺の気体を導管により引き込み前記気体中に含まれる炉内ガス成分を検知し、炉内ガス成分が検知されたとき警報を発信する漏洩ガス検知手段と、前記漏洩ガス検知手段の出力信号を入力として前記軸シール機構にシール材を供給するシール材供給手段を有してなる炉内ガス漏洩防止装置であって、前記軸シール機構を、前記軸の周囲を囲んで配置されるグランドパッキンと、このグランドパッキン軸方向中間部に前記軸に嵌めこまれて配置された環状のシール材リングと、グランドパッキン及びシール材リングの外周を囲んでグランドパッキンを収容するグランドボックスと、前記グランドパッキンを締め付けるグランド抑えを含んで構成し、前記シール材リングは、その内周面と外周面に周方向に形成された溝状のシール材収容空間と、内周面と外周面のシール材収容空間を連通するシール材通路とを備え、前記シール材供給手段は、前記グランドボックスに設けられたシール材供給口から前記シール材リングにシール材を供給するように構成することを特徴とした炉内ガス漏洩防止装置。
【請求項２】
請求項１に記載の炉内ガス漏洩防止装置において、前記シール材供給口の軸方向開口長さよりも前記シール材リング外周面のシール材収容空間の軸方向長さが大きく、前記シール材供給口の反グランド抑え側端部が前記シール材リング外周面のシール材収容空間の反グランド抑え側端部よりグランド抑え側に位置するように前記シール機構が組み立てられていることを特徴とした炉内ガス漏洩防止装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の炉内ガス漏洩防止装置において、前記漏洩ガス検知手段は、軸シール機構周辺の気体を取り込む吸入口と、前記吸入口に接続された導管と、前記導管に介装された遠隔開閉可能な弁と、前記導管に接続されたガス検知手段を含んで構成され、炉内ガスの漏洩が検知された時に前記遠隔開閉可能な弁を順次切替え、漏洩箇所を特定する機能を有する制御手段を備えることを特徴とした炉内ガス漏洩防止装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の炉内ガス漏洩防止装置において、前記漏洩ガス検知手段は、軸の端部及び軸シール機構を気密に覆う外部ケーシングと、大気と外部ケーシング内部気体の差圧を測定し、出力する差圧検出器と、前記差圧検出器の出力を入力として差圧の変化量を算定し、出力する差圧変化量判定手段と、差圧変化量判定手段の出力に基づいて漏洩箇所を特定する機能を有する制御手段を備えることを特徴とした炉内ガス漏洩防止装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の炉内ガス漏洩防止装置において、前記シール材供給手段は、前記漏洩ガス検知手段の出力に基づいて、複数の軸シール機構のうち漏洩が特定された軸シール機構にシール材を供給するように構成されていることを特徴とした炉内ガス漏洩防止装置。
【請求項１】
炉の本体及び付属機器に設けられた軸の周囲からの炉内ガス漏洩を防止するために設けられた軸シール機構と、軸シール機構周辺の気体を導管により引き込み前記気体中に含まれる炉内ガス成分を検知し、炉内ガス成分が検知されたとき警報を発信する漏洩ガス検知手段と、前記漏洩ガス検知手段の出力信号を入力として前記軸シール機構にシール材を供給するシール材供給手段を有してなる炉内ガス漏洩防止装置であって、前記軸シール機構を、前記軸の周囲を囲んで配置されるグランドパッキンと、このグランドパッキン軸方向中間部に前記軸に嵌めこまれて配置された環状のシール材リングと、グランドパッキン及びシール材リングの外周を囲んでグランドパッキンを収容するグランドボックスと、前記グランドパッキンを締め付けるグランド抑えを含んで構成し、前記シール材リングは、その内周面と外周面に周方向に形成された溝状のシール材収容空間と、内周面と外周面のシール材収容空間を連通するシール材通路とを備え、前記シール材供給手段は、前記グランドボックスに設けられたシール材供給口から前記シール材リングにシール材を供給するように構成することを特徴とした炉内ガス漏洩防止装置。
【請求項２】
請求項１に記載の炉内ガス漏洩防止装置において、前記シール材供給口の軸方向開口長さよりも前記シール材リング外周面のシール材収容空間の軸方向長さが大きく、前記シール材供給口の反グランド抑え側端部が前記シール材リング外周面のシール材収容空間の反グランド抑え側端部よりグランド抑え側に位置するように前記シール機構が組み立てられていることを特徴とした炉内ガス漏洩防止装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の炉内ガス漏洩防止装置において、前記漏洩ガス検知手段は、軸シール機構周辺の気体を取り込む吸入口と、前記吸入口に接続された導管と、前記導管に介装された遠隔開閉可能な弁と、前記導管に接続されたガス検知手段を含んで構成され、炉内ガスの漏洩が検知された時に前記遠隔開閉可能な弁を順次切替え、漏洩箇所を特定する機能を有する制御手段を備えることを特徴とした炉内ガス漏洩防止装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の炉内ガス漏洩防止装置において、前記漏洩ガス検知手段は、軸の端部及び軸シール機構を気密に覆う外部ケーシングと、大気と外部ケーシング内部気体の差圧を測定し、出力する差圧検出器と、前記差圧検出器の出力を入力として差圧の変化量を算定し、出力する差圧変化量判定手段と、差圧変化量判定手段の出力に基づいて漏洩箇所を特定する機能を有する制御手段を備えることを特徴とした炉内ガス漏洩防止装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の炉内ガス漏洩防止装置において、前記シール材供給手段は、前記漏洩ガス検知手段の出力に基づいて、複数の軸シール機構のうち漏洩が特定された軸シール機構にシール材を供給するように構成されていることを特徴とした炉内ガス漏洩防止装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−２０２８９７（Ｐ２００８−２０２８９７Ａ）
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−４１４０１（Ｐ２００７−４１４０１）
【出願日】平成１９年２月２１日（２００７．２．２１）
【出願人】（０００００５４４１）バブコック日立株式会社 (683)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月２１日（２００７．２．２１）
【出願人】（０００００５４４１）バブコック日立株式会社 (683)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]