CN111556947B - 焚烧设备 - Google Patents

Abstract

焚烧设备具备焚烧炉、具有测量被铲斗抓取的垃圾的重量的重量计的吊车、贮存通过吊车从上方投入的垃圾的料斗、在料斗的下部向焚烧炉供给垃圾的进料装置、测量贮存于料斗的垃圾的表面高度的高度测量装置、预先将贮存于料斗的垃圾的表面高度与垃圾的总容积所对应的总容积对应值的对应关系存储的对应关系存储部、根据层叠于料斗内的每个垃圾层进行划分并存储各垃圾层的的投入容积对应值及重量的数据管理部以及利用对应关系，每当垃圾投入至料斗时取得垃圾的表面高度所对应的总容积对应值，并基于总容积对应值计算出层叠于料斗内的垃圾层中的最上层的垃圾层的容积所对应的投入容积对应值的投入容积算出部。

Description

焚烧设备

技术领域

本发明涉及对工业废弃物等垃圾进行焚烧处理的焚烧设备。

背景技术

过去，已知有焚烧设备，具有将工业废弃物等垃圾暂时地贮存，并依次向下方供给的料斗（hopper），在该料斗的底部用进料装置将垃圾供给至焚烧炉内，进行焚烧处理。作为如此的焚烧设备，为了使焚烧炉中的垃圾的燃烧状态稳定，提出了计算出通过进料装置向焚烧炉内供给的垃圾的比重，将计算出的比重用于进料装置的向焚烧炉内的垃圾供给量的控制。

例如专利文献1中，公开了具备安装有重量计的吊车（crane）、由该吊车将垃圾投入的料斗以及设置于料斗上方的扫描型激光式水准仪的焚烧设备。该焚烧设备中，扫描型激光式水准仪二维扫描投入至料斗的垃圾的表面，制作垃圾表面的三维距离分布数据。从紧接于将新投入至料斗的垃圾投入之前与之后的垃圾表面的距离分布数据，计算出投入至料斗的垃圾的容积。然后，将计算出的垃圾的容积、用重量计测定的垃圾的重量以及从这些容积与重量计算出的垃圾的比重与向料斗的垃圾的投入次数关联并分别存储。

又，由通过进料装置向焚烧炉内供给垃圾所带来的料斗内的垃圾的总容积的变动情况，算出向焚烧炉内供给之前的垃圾的投入次数，用与算出的投入次数关联并存储的比重，以向焚烧炉内的垃圾的供给热量为一定的形式，控制向焚烧炉内供给垃圾的进料装置。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特开2003-254526号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

然而，上述的焚烧设备中，为了计算出投入至料斗的垃圾的容积，需要制作垃圾的表面的距离分布数据的扫描型激光式水准仪，因此焚烧设备的成本增加。

因此，本发明的目的在于提供一种能够用简单的结构计算出投入至料斗的垃圾的容积的焚烧设备。

解决问题的手段：

为了解决上述问题，本发明的焚烧设备具备：焚烧垃圾的焚烧炉；具有抓取坑（pit）内的垃圾的铲斗及测量被所述铲斗抓取的垃圾的重量的重量计的吊车；贮存通过所述吊车从上方投入的垃圾的料斗；在所述料斗的下部向所述焚烧炉供给垃圾的进料装置；测量贮存于所述料斗的垃圾的表面高度的高度测量装置；预先将贮存于所述料斗的垃圾的表面高度与贮存于所述料斗的垃圾的总容积所对应的总容积对应值的对应关系存储的对应关系存储部；根据因来自所述吊车的一次的投入而层叠于所述料斗内的每个垃圾层进行划分，并存储各垃圾层的容积所对应的投入容积对应值及各垃圾层的重量的数据管理部；以及利用所述对应关系，每当垃圾投入至所述料斗时取得所述高度测量装置测量的高度所对应的所述总容积对应值，并基于所述总容积对应值，计算出层叠于所述料斗内的垃圾层中的最上层的垃圾层的容积所对应的所述投入容积对应值的投入容积算出部。

根据上述的结构，对应关系存储部预先存储贮存于料斗的垃圾的表面高度与贮存于料斗的垃圾的总容积所对应的总容积对应值的对应关系。所以，投入容积算出部能够利用该对应关系，不使用扫描型的激光式水准仪，也可根据高度测量装置的测量值当即取得贮存于料斗的垃圾的总容积所对应的总容积对应值，容易地计算出垃圾的投入容积（即，最上层的垃圾层的容积）所对应的投入容积对应值。因此，通过上述的结构，能够用简易的结构计算出投入至料斗的垃圾的容积。

又，也可以是，在上述的焚烧设备中，所述投入容积算出部将层叠于所述料斗内的垃圾层中的除所述最上层以外的各垃圾层的容积所对应的所述投入容积对应值累计，并将该累计值从所述总容积对应值中减去，从而计算出所述最上层的垃圾层的容积所对应的所述投入容积对应值。

又，也可以是，上述的焚烧设备具备：对于层叠于所述料斗内的垃圾层中的除所述最上层以外的各垃圾层，基于位于比各所述垃圾层靠上处的垃圾层的总重量，修正各所述垃圾层的所述投入容积对应值的压密修正部；所述投入容积算出部将层叠于所述料斗内的垃圾层中的除所述最上层以外的各垃圾层的修正后的所述投入容积对应值累计，并将该累计值从所述总容积对应值减去，从而计算出所述最上层的垃圾层的容积所对应的所述投入容积对应值。根据该结构，对于各垃圾层的投入容积对应值，能够修正为考虑了因上方的垃圾层的荷重发生压密的值，从而能够使各垃圾层的投入容积对应值更接近准确的值。其结果，能够使利用这些垃圾层的投入容积对应值的累计值而计算出的最上层的垃圾层的投入容积对应值也更接近准确的值。

又，也可以是，在上述的焚烧设备中，所述压密修正部每当垃圾投入至所述料斗时，对于层叠于所述料斗内的垃圾层中的除所述最上层以外的各垃圾层，修正所述投入容积对应值；所述数据管理部每当垃圾投入至所述料斗时，对于层叠于所述料斗内的垃圾层中的除所述最上层以外的各垃圾层，将存储的所述投入容积对应值更新为最新修正的所述投入容积对应值。

也可以是，所述料斗形成为相对于规定的高度变化的截面积的变化率不同的多个筒构件在上下方向连续；所述总容积对应值为假设贮存于所述料斗的垃圾贮存于具有一定的截面积的假想料斗的情况下的贮存于所述假想料斗的垃圾的表面的换算高度。

又，也可以是，在上述的焚烧设备中，具备：计算出由所述进料装置向所述焚烧炉内供给的垃圾的容积所对应的供给容积对应值的供给容积算出部；利用层叠于所述料斗内的垃圾层中的最下层的垃圾层的容积所对应的所述投入容积对应值，计算出向所述焚烧炉内供给的垃圾的比重的比重算出部；以及基于所述供给容积算出部所计算出的所述供给容积对应值及所述比重算出部所计算出的比重，计算出向所述焚烧炉内供给的垃圾的重量的供给重量算出部。根据该结构，能够精度良好地计算出向焚烧炉供给的垃圾的供给重量，从而能够使在焚烧炉内的垃圾的燃烧控制性提升。

又，也可以是，具备压密修正部的上述的焚烧设备中，具备：计算出由所述进料装置向所述焚烧炉内供给的垃圾的容积所对应的供给容积对应值的供给容积算出部；利用作为层叠于所述料斗内的垃圾层中的最下层的垃圾层的容积所对应的所述投入容积对应值且由所述压密修正部最新修正的所述投入容积对应值，计算出向所述焚烧炉内供给的垃圾的比重的比重算出部；以及基于所述供给容积算出部所计算出的所述供给容积对应值及所述比重算出部所计算出的比重，计算出向所述焚烧炉内供给的垃圾的重量的供给重量算出部。根据该结构，比重算出部利用通过压密修正部修正的投入容积对应值，从而能够精度更佳地计算出比重，其结果，能够使在焚烧炉内的垃圾的燃烧控制性进一步提升。

发明效果：

根据本发明，能够提供一种能够用简单的结构计算出投入至料斗的垃圾的容积的焚烧设备。

附图说明

图1为示出实施形态中焚烧设备的整体结构的概略结构图；

图2为图1所示的焚烧设备的控制系统的框图；

图3中，（A）为图1所示的料斗的扩大侧面截面图，（B）为示意性示出假想料斗的扩大侧面截面图；

图4为示出贮存于料斗的垃圾的表面高度与垃圾的总容积的对应关系的一例的图表；

图5为示出贮存于料斗的垃圾的表面高度与贮存于假想料斗的垃圾的换算高度的对应关系的一例的图表；

图6为示出位于比垃圾层靠上的垃圾层的总重量与压密修正系数的对应关系的一例的图表；

图7中，（A）为第M次的垃圾投入前的层叠模型图，（B）为第M次的垃圾投入后的层叠模型图；

图8中，（A）为对焚烧炉内供给垃圾前的层叠模型图，（B）为对焚烧炉内供给垃圾后的层叠模型图；

图9中，（A）为对焚烧炉内供给垃圾前的层叠模型图，（B）为对焚烧炉内供给垃圾后的层叠模型图；

图10为示出图1所示的控制装置的控制流程的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图并对于本发明的一实施形态进行说明。

图1为示出焚烧设备100的整体结构的概略结构图。如图1所示，焚烧设备100具备坑10、料斗20、进料装置30、焚烧炉40、锅炉（boiler）50和控制装置60。

搬运至焚烧设备100的垃圾投入并贮存至坑10中。坑10具有贮存垃圾的贮存空间11以及在其上侧与贮存空间11连续，贮存于贮存空间11的垃圾搬送至料斗20的搬送空间12。坑10的搬送空间12中设有吊车13。吊车13具有抓取坑10内的垃圾的铲斗（bucket）14，将被铲斗14抓取的垃圾搬送至料斗20的上方并投入至料斗20。又，吊车13具有对被铲斗14抓取、搬送的垃圾的重量进行测量的重量计15。

又，坑10的搬送空间12中设有对贮存于料斗20的垃圾的表面的高度（以下称为“表面高度”。）L进行测量的高度测量装置16。高度测量装置16配置于坑10的搬送空间12。高度测量装置16例如是超声波式的水准仪。

料斗20将通过吊车13从上方投入的垃圾暂时贮存，并向下方依次供给。每次通过吊车13从上方投入，垃圾层叠在料斗20内。紧接于向料斗20投入垃圾之后的表面高度L与紧接于向料斗20投入垃圾之前相比增加。另一方面，如后述，料斗20内的底部分的垃圾通过设于料斗20的底部的进料装置30随时供给至焚烧炉40内。因此，紧接进料装置30的垃圾供给之后的表面高度L与紧接进料装置30的垃圾供给之前相比减少。对于料斗20的更详细的形状后述。

进料装置30设于料斗20的下部，将投入至料斗20的垃圾供给至焚烧炉40内。进料装置30具有在水平方向往复的推动件（pusher）31、往复驱动推动件31的驱动装置32。驱动装置32例如是油压缸，配置在相对于料斗20与焚烧炉40为相反侧。但是，驱动装置32也可不配置在相对于料斗20与焚烧炉40为相反侧。例如，驱动装置32配置为从焚烧炉40侧看与推动件31并排。推动件31为大致长方体状，在料斗20的底部分往复驱动。并且，推动件31将料斗20内的垃圾向焚烧炉40的入口40a依次推出从而向焚烧炉40内供给垃圾。该推动件31的移动速度、每单位时间的移动次数、行程（移动量）以及行程端的位置中的一部分或全部由后述的控制装置60控制，从而调节每单位时间内供给至焚烧炉40内的垃圾的量。

焚烧炉40中，搬送垃圾的同时进行焚烧。焚烧炉40从上游侧依次具有主燃烧室41和与主燃烧室41连接的再燃烧室42。又，焚烧炉40为炉排（stoker）式焚烧炉，焚烧炉40的主燃烧室41及再燃烧室42的下方从上游侧依次设有作为垃圾搬送器件的干燥炉排43、燃烧炉排44及后燃烧炉排45。主燃烧室41中，穿过炉排43～45供给有一次空气，并在炉排43～45的上方供给有二次空气。又，主燃烧室41中供给有从焚烧炉40排出的排气气体。排气气体由于氧气浓度比空气低，为了抑制燃烧温度的局部过度上升而向主燃烧室41供给。本实施形态中，通过锅炉50的排气气体一部分返回至主燃烧室41。

由进料装置30供给至焚烧炉40内的垃圾首先送至干燥炉排43，由一次空气及主燃烧室41辐射热进行干燥。干燥炉排43中干燥的垃圾由干燥炉排43送至燃烧炉排44进行燃烧，产生火焰。燃烧炉排44中的垃圾及由燃烧产生的灰由燃烧炉排44送至后燃烧炉排45。后燃烧炉排45中，对燃烧炉排44中未燃烧尽的未燃烧部分的垃圾进行燃烧，垃圾燃烧后的灰从邻接设置于后燃烧炉排45的溜槽46排出。

又，主燃烧室41中，由垃圾的热分解及部分氧化反应生成燃烧气体，该燃烧气体与垃圾一同燃烧。再燃烧室42中，从主燃烧室41流入的燃烧气体完全燃烧。本实施形态的焚烧炉40为燃烧气体与垃圾平行流动的平行流焚烧炉。但是，焚烧炉40也可以是燃烧气体与垃圾在不同方向流动的方式的焚烧炉（例如中间流焚烧炉）。又，焚烧炉40也可以不是炉排式，例如可以是窑（kiln）式。

锅炉50是利用由垃圾的燃烧而产生的热量来生成蒸汽的部分。锅炉50通过设于流路壁的多个水管51及过热器管52进行热交换从而生成蒸汽（过热蒸汽），生成的蒸汽向图外的蒸汽涡轮发电机供给而进行发电。通过锅炉50的排气气体的大部分经由排气气体处理设备（未图示），从烟囱（未图示）向大气中放出，通过锅炉50的排气气体的一部分如上所述返回至主燃烧室41。

控制装置60对焚烧设备100的进料装置30进行控制。图2为焚烧设备100的控制系统的框图。控制装置60与重量计15及高度测量装置16电气连接。又，控制装置60与进料装置30电气连接。控制装置60从重量计15及高度测量装置16接收测量信号，并向进料装置30发送控制信号。

控制装置60如图2所示，作为功能块，具有对应关系存储部61、数据管理部62、压密修正部63、投入容积算出部64、供给容积算出部65、比重算出部66和供给重量算出部67。控制装置60例如是计算机，具有ROM、RAM等存储部及执行存储于该存储部的规定的程序的CPU等运算处理部，例如这些控制装置60的存储部及/或运算处理部作为上述的各个功能块实行功能。另外，控制装置60可以通过单一计算机的集中控制执行各处理，也可以通过多台计算机协作的分散控制执行各处理。

对应关系存储部61预先存储表面高度L和贮存于料斗20的垃圾的总容积V对应的总容积对应值的对应关系。以下对于垃圾的表面高度L与总容积对应值的对应关系进行详细说明。

首先对于料斗20的详细的形状，参照作为图3中的左侧的图的图3的（A）进行说明。图3的（A）中示出了料斗20的扩大侧面截面图。如图3的（A）所示，料斗20形成为多个（本实施形态中为4个）筒构件21a～21d在上下方向连续。这些筒构件21a～21d，相对于规定的高度变化的截面积的变化率不同。

本实施形态中，这些筒构件21a～21d中，位于最下端的筒构件21a具有一定的截面积S。另外，本申请的说明书及权利要求书中，料斗的截面积意为将垃圾通过料斗内的料斗通路以水平面截断时的该料斗通路的截面积。另一方面，筒构件21b、21c、21d具有越向上方则截面积越大的形状。

图4为示出贮存于料斗20的垃圾的表面高度L与垃圾的总容积V的对应关系的一例的图表，横轴为表面高度L，纵轴为贮存于料斗20的垃圾的总容积V。纵轴的值V1～V4分别为垃圾贮存直至料斗20的筒构件21a～21d的上端的高度L1～L4的情况下的垃圾的总容积。如上所述，筒构件21a～21d的规定的高度变化所相对的截面积的变化率不同，因而图4所示的图表在表面高度L为0～L1、L1～L2、L2～L3、L3～L4的各个范围内绘制互相不同的直线或曲线。

本实施形态中，贮存于料斗20的垃圾，如作为图3中的右侧的图的图3的（B）所示，假设贮存于具有一定的截面积S的假想的料斗20a，将料斗20内的垃圾的表面高度L换算成假想料斗20a内的垃圾的表面高度H。以下将从表面高度L换算的假想料斗20a内的垃圾的表面高度H称为“换算高度H”。另外，本实施形态中，假想料斗20a的截面积S为与料斗20的筒构件21a相同的截面积S。

图5为示出表面高度L与换算高度H的对应关系的一例的图表，横轴为表面高度L，纵轴为换算高度H。本实施形态中，对应关系存储部61预先存储垃圾的表面的高度L与换算高度H的对应关系。另外，换算高度H相当于本发明“总容积对应值”。

在以下的说明中，如图3的（B）所示，将通过第i次的垃圾投入而层叠于料斗20内的垃圾的层所相当的假想料斗20a内的垃圾的层表示为垃圾层G _i，该垃圾层G _i的在假想料斗20a内的厚度表示为换算厚度D _i。另外，图3的（B）中为了简化，在假想料斗20a内层叠的垃圾层中，仅示出了垃圾层G _i。

数据管理部62对贮存于料斗20内的垃圾（即假设贮存于假想料斗20a内的垃圾）所相关的数据进行管理。具体地，数据管理部62将料斗20内的垃圾根据来自吊车13的1次的垃圾投入所形成的每个垃圾层进行划分，将各垃圾层的重量与换算厚度存储并管理。

又，数据管理部62每当垃圾从吊车13向料斗20投入时，及每当垃圾通过进料装置30向焚烧炉40内供给时，各垃圾层的重量或换算厚度适当地更新成最新的数据。例如，数据管理部62每当垃圾从吊车13向料斗20投入时，各垃圾层的换算厚度更新为考虑了因位于比该垃圾层靠上的垃圾层的荷重而发生的压密的值。向这样的考量了压密的值的修正，由压密修正部63进行。

压密修正部63对于在料斗20内层叠的垃圾层中的除最上层以外的各垃圾层，基于位于比各垃圾层靠上的垃圾层的总重量，对各垃圾层换算厚度进行修正。具体地，压密修正部63利用图6所示的关系，对已经层叠于料斗20的各垃圾层的换算厚度进行修正。

图6为示出垃圾重量累计值X与压密修正系数Y的关系的图表。横轴为垃圾重量累计值X，纵轴为压密修正系数Y。垃圾重量累计值X为位于比作为对象的垃圾层靠上的垃圾层的总重量。例如，通过向料斗20内的第M次的垃圾投入，在最上层形成垃圾层G _M时，通过向料斗20内第i次（i＜M）的垃圾的投入而形成的垃圾层G _i的垃圾重量累计值X i由下述的公式（1）计算出。

[数1]

其中，

W（j）是通过第j次的垃圾投入而形成的垃圾层G _j的重量

M是直至形成最上层的垃圾层所投入的垃圾的投入次数。

又，图6中压密修正系数Y是对于作为对象的垃圾层（例如垃圾层G _i），考虑压密的换算厚度相对于该垃圾层位于最上层时的当初的换算厚度的比率。即，考虑压密的换算厚度通过下述的公式（2）计算出。

[数2]

其中，

D _i是考虑压密的垃圾层G _i的换算厚度

D _0i是垃圾层G _i位于最上层时的垃圾层G _i的当初的换算厚度。

如图6所示，随着垃圾重量累计值X变大，压密修正系数Y从1开始减少，又，压密修正系数Y的变化率也慢慢变小。另外，这样的垃圾重量累计值X与压密修正系数Y的关系，即，随着来自上部的荷重变大而容积的变化率变小是周知的。

像这样，压密修正部63每当垃圾投入至料斗20时，对于在料斗20内层叠的垃圾层中除最上层以外的各垃圾层，对换算厚度进行修正。又，数据管理部62每当垃圾投入至料斗20时，对于在料斗20内层叠的垃圾层中除最上层以外的各垃圾层而将存储的换算厚度藉由压密修正部63更新为最新修正的换算厚度。

回到图2，投入容积算出部64利用如图5所示的对应关系，取得紧接于向料斗20投入垃圾之后由高度测量装置16测量的表面高度L所对应的换算高度H。然后，投入容积算出部64基于换算高度H，计算出在料斗20内层叠的垃圾层中的最上层的垃圾层的容积（即，最新投入至料斗20的垃圾的容积）所对应的换算厚度D。另外，换算厚度D相当于本发明的“投入容积对应值”。

以下参照图7并对投入容积算出部64的换算厚度D计算方法进行说明。图7示意性示出层叠于假想料斗20a的垃圾层的层叠模型图，作为图7中的左侧的图的图7的（A）示出了第M次的垃圾投入前的层叠模型图，作为图7中的右侧的图的图7的（B）示出了第M次的垃圾投入后的层叠模型图。

在这里涉及投入容积算出部64计算出由第M次投入的垃圾而形成的垃圾层G _M的换算厚度D（M）。另外，在对于图7的说明中，对于任意的垃圾层G _i的换算厚度D（i），基于第M次投入的垃圾的重量，将压密修正部63修正的换算厚度作为D1（i）（参照图7的（A）），将压密修正部63修正后的换算厚度作为D2（i）进行说明（参照图7的（B））。又，图7所示的例子中，设为由比第M次的投入早c次投入的垃圾形成的垃圾层G _M－c位于假想料斗20a内的垃圾层中的最下层而进行说明。

如图7的（A）所示，第M次的垃圾投入之前，假想料斗20a中层叠有垃圾层G _M－c、G_M－c＋1、…、G _M－1。

投入容积算出部64取得紧接第M次的垃圾投入之后测量的表面高度L（M），同时将该表面高度L（M）利用对应关系存储部61所存储的对应关系而换算成换算高度H（M）（参照图7的（B））。

又，投入容积算出部64对于最上层G _M以外的垃圾层G _M－c、G _M－c＋1、…、G _M－1，取得将通过压密修正部63修正后的换算厚度D2（i）累计的值。然后从换算高度H（M）减去取得的累计值。也就是说，通过下述的公式（3）计算出垃圾层G _M的换算厚度D（M）。

[数3]

。

这样，投入容积算出部64计算出最上层的垃圾层G _M的换算厚度D（M）。数据管理部62对于最上层的垃圾层G _M，将通过投入容积算出部64计算出的换算厚度D（M）存储。又，数据管理部62对于最上层的垃圾层G _M，将通过重量计15测量的重量W（M）存储。

回到图2，供给容积算出部65取得紧接通过进料装置30向焚烧炉40内供给垃圾之前与之后的表面高度L所对应的换算高度。又，供给容积算出部65由取得的这些换算高度的差而计算出通过进料装置30供给至焚烧炉40内的垃圾的容积所对应的供给容积对应值。然后，比重算出部66基于供给容积对应值，计算出向焚烧炉40内供给的垃圾的比重。

以下，参照图8及图9并对比重算出部66的计算出向焚烧炉40内供给的垃圾（以下简称为“供给垃圾”）的比重ρ的方法进行说明。另外，本实施形态中，供给垃圾的容积所对应的供给容积对应值也表示为贮存于假想料斗20a的情况下的垃圾层的厚度。以下，供给容积对应值表示为换算厚度D s。

图8的例子中，对于换算厚度D s为紧接供给垃圾之前的最下层的垃圾层G _M－c的厚度D（M－c）以下的情况下的比重ρ的计算进行说明。图8为示意性示出层叠于假想料斗20a的垃圾层的层叠模型图，作为图8中的左侧的图的图8的（A）示出了向焚烧炉40内供给垃圾前的层叠模型图，作为图8中的右侧的图的图8的（B）示出了对焚烧炉40内供给垃圾后的层叠模型图。

另外，对于图8的说明中，对于紧接供给垃圾之前的最下层的垃圾层G _M－c，将紧接供给垃圾之前的重量及换算厚度作为W1（M－c）及D1（M－c），将紧接供给垃圾之后的重量及换算厚度作为W2（M－c）及D2（M－c）进行说明。图8的（A）所示的例子中，设为由第M次投入的垃圾形成的垃圾层G _M位于垃圾供给前的最上层，由比第M次的投入早c次投入的垃圾形成的垃圾层G _M－c位于垃圾供给前的最下层而进行说明。

如图8的（A）所示，假想料斗20a中层叠有垃圾层G _M－c、G _M－c＋1、…、G _M－1。如图8的（A）中用斜线所示，最下层的垃圾层G _M－c的一部分会作为供给垃圾向焚烧炉40供给。供给容积算出部65取得紧接向焚烧炉40内供给垃圾之前的换算高度H1（M）。

如图8的（B）所示，若向焚烧炉40供给垃圾，则贮存于料斗的垃圾的高度与供给垃圾相应地减少。供给容积算出部65取得紧接向焚烧炉40内供给垃圾之后的换算高度H2（M），并从紧接供给垃圾之前的换算高度H1（M）减去换算高度H2（M）。也就是说，供给容积算出部65通过下述的公式（4）计算出换算厚度D s。

[数4]

其中，

H1（M）是紧接向焚烧炉内供给垃圾之前的换算高度

H2（M）是紧接向焚烧炉内供给垃圾之后的换算高度。

这样，供给容积算出部65取得供给垃圾的容积所对应的换算厚度D s。另外，供给垃圾的容积为换算厚度D s乘以假想料斗20a的截面积S的值。

接着，比重算出部66将换算厚度D s与紧接供给垃圾之前的最下层的垃圾层G _M－c的换算厚度D1（M－c）进行比较。而且，在换算厚度D s为紧接供给垃圾之前的最下层的垃圾层G _M－c的换算厚度D1（M－c）以下的情况下，供给垃圾全部属于最下层的垃圾层G _M－c。所以，比重算出部66在换算厚度D s为换算厚度D1（M－c）以下的情况下，通过下述的公式（5）计算出比重ρ。

[数5]

。

接着，对于在换算厚度D s大于紧接供给垃圾之前的最下层的垃圾层G _M－c的换算厚度D（M－c）的情况下对比重ρ的计算，参照图9进行说明。图9为示意性示出层叠于假想料斗20a的垃圾层的层叠模型图，作为图9中的左侧的图的图9的（A）示出了向焚烧炉40内供给垃圾前的层叠模型图，作为图9中的右侧的图的图9的（B）示出了向焚烧炉40内供给垃圾后的层叠模型图。

另外，对图9的说明中，对于紧接供给垃圾之前的最下层的垃圾层G _M－c，将紧接供给垃圾之前的重量及换算厚度作为W（M－c）及D（M－c）。又，对于作为紧接供给垃圾之前的最下层的垃圾层G _M－c的上一层的垃圾层G _M－c＋1，将紧接供给垃圾之前重量及换算厚度作为W1（M－c＋1）及D1（M－c＋1），将紧接供给垃圾之后的重量及换算厚度作为W2（M－c＋1）及D2（M－c＋1）进行说明。在图9的（A）所示的例子中，与图8的（A）同样地，设为由第M次投入的垃圾形成的垃圾层G _M位于垃圾供给前的最上层，由比第M次的投入早c次投入的垃圾形成的垃圾层G _M－c位于垃圾供给前的最下层而进行说明。

供给容积算出部65的换算厚度D s的计算方法在图9的例子中，与图8所示的相同。即，供给容积算出部65通过上述的公式（4）计算出换算厚度D s。

比重算出部66将换算厚度D s与紧接供给垃圾之前的最下层的垃圾层G _M－c的换算厚度D（M－c）进行比较。而且，在换算厚度D s大于垃圾层G _M－c的换算厚度D（M－c）的情况下，供给垃圾的一部分属于最下层的垃圾层G _M－c，其余属于其上一层的垃圾层G _M－c＋1。所以，比重算出部66在换算厚度D s大于换算厚度D（M－c）的情况下，通过考虑了供给垃圾所包括的各垃圾层的比例的下述的公式（6）计算出比重ρ。

[数6]

。

回到图2，供给重量算出部67基于供给容积算出部65所计算出的供给容积对应值及比重算出部66所计算出的比重，计算出向焚烧炉40内供给的垃圾的重量。具体地，供给重量算出部67将供给容积算出部65所取得的换算厚度D s乘以假想料斗20a的截面积S，取得向焚烧炉40供给的垃圾的供给容积。然后，供给重量算出部67将取得的垃圾的供给容积乘以比重算出部66所计算出的比重，计算出向焚烧炉40内供给的垃圾的重量（供给重量）。

另外，供给重量算出部67所计算出的供给重量，以使在焚烧炉40内的垃圾燃烧控制性提升为目的，用于进料装置30的控制。例如，控制装置60基于计算出的供给重量，计算出向焚烧炉40内供给的垃圾的热输入量。进一步地，控制装置60以使向焚烧炉40内供给的每单位时间的垃圾的热输入量为一定（例如，预先设定的目标热输入量）地，调节向焚烧炉40内供给的垃圾的供给量的形式控制进料装置30。

接着，对于控制装置60的控制流程，参照图10并进行说明。图10为示出控制装置60的控制流程的流程图。另外，在料斗20内已经层叠有垃圾层，数据管理部62存储有关于已经层叠的垃圾层的数据。

数据管理部62判断是否有新的来自吊车13的向料斗20的垃圾的投入（步骤S1）。该判断方法可以是各种形式，例如数据管理部62对于是否有新的向料斗20的垃圾的投入，可以基于用于控制吊车13的控制信号而进行判断，也可以在坑10内设置检测吊车13的动作的传感器，基于该传感器所检测的信号而进行判断。

在数据管理部62判定有新的来自吊车13的向料斗20的垃圾的投入的情况下（步骤S1为是），重量计15测量向料斗20新投入的垃圾的重量，数据管理部62取得所测量的重量W作为最上层的垃圾层的重量（步骤S2）。

接着，高度测量装置16每当向料斗20内新投入垃圾时测量表面高度L。又，数据管理部62利用对应关系存储部61所存储的对应关系，从表面高度L取得换算高度H（步骤S3）。

接着，压密修正部63基于新投入至料斗20内的垃圾的重量W，对已经层叠于料斗20的各垃圾层的换算厚度进行修正（步骤S4）。

具体地，压密修正部63对于各垃圾层，通过上述公式（1）计算出垃圾重量累计值X。然后，压密修正部63利用计算出的垃圾重量累计值X和图6所示的对应关系，取得压密修正系数Y。最后，压密修正部63利用取得的压密修正系数Y和作为对象的垃圾层的当初的换算厚度，计算出考虑了压密的换算厚度，即，基于新投入至料斗20内的垃圾的重量W而计算出修正的垃圾层的换算厚度。

数据管理部62对于新投入垃圾前层叠的各垃圾层，将压密修正部63的修正后的换算厚度更新为各垃圾层的最新的换算厚度。

接着，投入容积算出部64计算出藉由向料斗20内新投入垃圾而形成的最上层的垃圾层的容积所对应的换算厚度（步骤S5）。具体地，投入容积算出部64将步骤S3中取得的换算高度和步骤S4中取得的修正的垃圾层的换算厚度代入上述的公式（3）而计算。

这样，数据管理部62对于最上层的垃圾层，将投入次数、步骤S2中取得的重量W和步骤S4中取得的换算厚度互相关联并存储。

另外，步骤S5中取得及存储的最上层的垃圾层的换算厚度，若在该垃圾层之上进一步形成垃圾层，则下次的步骤S4中通过考虑了压密的修正而更新。但是，存储的最上层的垃圾层的换算厚度在下次以后的步骤S4中作为“当初的换算厚度”使用。所以，控制装置60至少在该垃圾层存在于料斗20的期间将最初存储的最上层的垃圾层的换算厚度另行保存为“当初的换算厚度”。

步骤S5之后，或，在数据管理部62判定没有来自吊车13的新的向料斗20的垃圾的投入的情况下（步骤S1为否），前进至步骤S6。

步骤S6中，数据管理部62判断是否有进料装置30的向焚烧炉40内的垃圾的供给，即，判断驱动装置32是否驱动了推动件31（步骤S6）。

数据管理部62判定驱动装置32驱动了推动件31的情况下（步骤S6为是），供给容积算出部65取得换算高度的减少量，即，取得供给垃圾的容积所对应的换算厚度D s（步骤S7）。

具体地，高度测量装置16测量紧接由进料装置30向焚烧炉40内供给垃圾之前与之后的表面高度L。供给容积算出部65利用对应关系存储部61所存储的对应关系，对于紧接供给垃圾之前与之后的表面高度L分别取得换算高度H，代入上述的公式（4），取得换算厚度Ds。

接着，比重算出部66基于作为取得的换算高度的减少量的换算厚度D s，计算出向焚烧炉40内供给的垃圾的比重，供给重量算出部67计算出向焚烧炉40内供给的垃圾的重量（步骤S8）。

具体地，比重算出部66将换算厚度D s与紧接供给垃圾之前的最下层的垃圾层的换算厚度进行比较。比重算出部66在换算厚度D s为换算厚度以下的情况下，通过上述的公式（5）计算出比重ρ（参照图8）。又，比重算出部66在换算厚度D s大于换算厚度的情况下，通过上述的公式（6）计算出比重ρ（参照图9）。

然后，供给重量算出部67对计算出的比重ρ乘以步骤S4中取得的换算厚度D s及假想料斗20a的截面积S，得到垃圾的供给重量。另外，如上所述，计算出的垃圾的供给重量用于进料装置30的控制。

接着，数据管理部62基于作为取得的换算高度的减少量的换算厚度D s，更新最下层的垃圾层的数据（步骤S9）。

具体地，数据管理部62在换算厚度D s为换算厚度以下的情况下（参照图8），维持最下层的垃圾层的投入次数，同时基于换算厚度D s，更新最下层的垃圾层的重量和换算厚度。

例如，若利用图8所示的例子进行说明，紧接供给垃圾之后的最下层的垃圾层G _M－c的重量W2（M－c）及换算厚度D2（M－c）通过下述的公式（7）及（8）计算出。

[数7]

。

又，数据管理部62在换算厚度D s大于换算厚度的情况下（参照图9），在将最下层的垃圾层的投入次数更改成后一个的投入次数，并基于换算厚度D s，更新后一个的投入次数所相关的垃圾层的重量与换算厚度。

例如，如利用图9所示的例子进行说明，紧接供给垃圾之后变成新的最下层的垃圾层G _M－c＋1的重量W2（M－c＋1）及换算厚度D2（M－c＋1）通过下述的公式（9）及（10）而计算出。

[数8]

。

步骤S9之后，或，在数据管理部62判定驱动装置32驱动推动件31的情况下（步骤S6为否），回到步骤S1。这样，一边对于各垃圾层的重量或换算厚度进行更新，一边计算出向焚烧炉40内供给的垃圾的比重。

如以上说明，根据本实施形态的焚烧设备100，对应关系存储部61预先存储有贮存于料斗20的垃圾的表面高度L与贮存于料斗20的垃圾的总容积V所对应的换算高度H的对应关系。所以，投入容积算出部64能够通过利用该对应关系，不使用扫描型的激光式水准仪，从高度测量装置16的测量值当即取得贮存于料斗20的垃圾的总容积V所对应的换算高度H，容易地计算出垃圾的投入容积（即，最上层的垃圾层的容积）所对应的换算厚度D。因此，通过上述的结构，能够用简易的结构计算出投入至料斗20的垃圾的容积。

又，本实施形态中，对于各垃圾层的换算厚度D，能够修正为考虑因上方的垃圾层的荷重而发生压密的值，从而能够使各垃圾层的换算厚度D接近实际垃圾层的容积所对应的值。又，其结果，能够使利用这些垃圾层的换算厚度的累计值而计算出的最上层的垃圾层的换算厚度D也接近实际垃圾层的容积所对应的值。进一步地，比重算出部66利用通过压密修正部63修正的换算厚度，从而能够精度更佳地计算出比重，其结果，能够使在焚烧炉40内的垃圾的燃烧控制性进一步提升。

本发明，并不限定于上述的实施形态，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种的变形。

例如，上述实施形态中说明的料斗20的形状或示出垃圾的表面高度与垃圾的总容积的对应关系的图表的形状等只是一个示例，能够进行各种的变形。又，上述实施形态中，“换算高度”及“换算厚度”分别对应于本发明的“总容积对应值”及“投入容积对应值”，但本发明的“总容积对应值”及“投入容积对应值”不限于“换算高度”及“换算厚度”。例如，本发明的“总容积对应值”也可以是贮存于料斗20的垃圾的总容积，本发明的“投入容积对应值”也可以是各垃圾层的容积。此情况下，对应关系存储部可以预先存储图4所示的垃圾的表面的高度L与垃圾的总容积V的对应关系。又，本发明的“供给容积对应值”也可以不是换算厚度D s，可以是贮存于料斗20的垃圾的总容积。

又，根据投入容积算出部64的投入至料斗20的垃圾的容积的算出方法不限定于上述实施形态中说明的方法。例如，对于各垃圾层的换算厚度，也可以不进行考虑压密的修正。此情况下，投入容积算出部64也可以对于最上层G _M以外的垃圾层G _M－c，G _M－c＋1，…，G_M－1，取得将不进行修正的当初的换算厚度（各垃圾层位于最上层时计算出的各垃圾层的换算厚度）累计的值，并从换算高度H（M）减去。

又，投入容积算出部64也可以用不将最上层以外的垃圾层的换算厚度累计的方法，计算出最上层的垃圾层的容积。例如，高度测量装置16在紧接将形成最上层的垃圾投入至料斗20之前与之后测量表面高度L。投入容积算出部64也可以利用对应关系存储部61所存储的对应关系而取得这些紧接投入之前与紧接投入之后的表面高度L所对应的总容积对应值（例如换算高度），且将这些总容积对应值的差作为垃圾的投入容积对应值而计算出。

进一步地，投入容积算出部64也可以对上述的紧接将垃圾投入至料斗20之前与之后的总容积对应值的差，加上在进一步投入前层叠的垃圾层的一部分或全部因最新投入的垃圾层的重量被压密而减少的减少部分Δh而计算。例如，若用图7的示例进行说明，投入容积算出部64也可以对紧接将形成最上层G _M的垃圾层的垃圾投入之前与之后的换算高度H（M）、H（M－1）的差，加上最上层G _M的下一层的垃圾层G _M－1被压密造成的减少部分Δh（M－1），计算出垃圾层G _M的换算厚度D（M）。减少部分Δh（M－1）基于最上层的垃圾层G _M的重量W（M）而导出。也就是说，投入容积算出部64通过下述的公式（11），计算出垃圾层G _M的换算厚度D（M）。

[数9]

其中，

H（M）是从紧接第M次的垃圾投入之后的表面高度换算的换算高度

H（M-1）是从紧接第M次的垃圾投入之前的表面高度换算的换算高度

Δh（M-1）是垃圾层G _M-1被压密造成的垃圾层G _M-1的换算高度的减少部分。

又，比重算出部66在供给垃圾的容积所对应的换算厚度D s为紧接供给垃圾之前的最下层的垃圾层的换算厚度以下的情况和并非这样的情况下，分别使用上述的公式（5）和公式（6）计算出比重ρ，但比重算出部66的比重ρ的计算方法不限于此。例如，比重算出部66也可以在供给垃圾的容积所对应的换算厚度D s为紧接供给垃圾之前的最下层的垃圾层的换算厚度以下的情况和并非这样的情况下，通过上述的公式（5）计算出比重ρ。

符号说明

13：吊车

15：重量计

16：高度测量装置

20：料斗

20a：假想料斗

21a～21d：筒构件

30：进料装置

60：控制装置

61：对应关系存储部

62：数据管理部

63：压密修正部

64：投入容积算出部

65：供给容积算出部

66：比重算出部

100：焚烧设备。

Claims (7)

1.一种焚烧设备，其特征在于，具备：

焚烧垃圾的焚烧炉；

具有抓取坑内的垃圾的铲斗及测量被所述铲斗抓取的垃圾的重量的重量计的吊车；

贮存通过所述吊车从上方投入的垃圾的料斗；

在所述料斗的下部向所述焚烧炉供给垃圾的进料装置；

测量贮存于所述料斗的垃圾的表面高度的高度测量装置；

预先将贮存于所述料斗的垃圾的表面高度与贮存于所述料斗的垃圾的总容积所对应的总容积对应值的对应关系存储的对应关系存储部；

根据因来自所述吊车的一次的投入而层叠于所述料斗内的每个垃圾层进行划分，并存储各垃圾层的容积所对应的投入容积对应值及各垃圾层的重量的数据管理部；以及

利用所述对应关系，每当垃圾投入至所述料斗时取得所述高度测量装置测量的高度所对应的所述总容积对应值，并基于所述总容积对应值，计算出层叠于所述料斗内的垃圾层中的最上层的垃圾层的容积所对应的所述投入容积对应值的投入容积算出部。

2.根据权利要求1所述的焚烧设备，其特征在于，

所述投入容积算出部将层叠于所述料斗内的垃圾层中的除所述最上层以外的各垃圾层的容积所对应的所述投入容积对应值累计，并将该累计值从所述总容积对应值中减去，从而计算出所述最上层的垃圾层的容积所对应的所述投入容积对应值。

3.根据权利要求1或2所述的焚烧设备，其特征在于，具备：

对于层叠于所述料斗内的垃圾层中的除所述最上层以外的各垃圾层，基于位于比各所述垃圾层靠上处的垃圾层的总重量，修正各所述垃圾层的所述投入容积对应值的压密修正部；

所述投入容积算出部将层叠于所述料斗内的垃圾层中的除所述最上层以外的各垃圾层的修正后的所述投入容积对应值累计，并将该累计值从所述总容积对应值减去，从而计算出所述最上层的垃圾层的容积所对应的所述投入容积对应值。

4.根据权利要求3所述的焚烧设备，其特征在于，

所述压密修正部每当垃圾投入至所述料斗时，对于层叠于所述料斗内的垃圾层中的除所述最上层以外的各垃圾层，修正所述投入容积对应值；

所述数据管理部每当垃圾投入至所述料斗时，对于层叠于所述料斗内的垃圾层中的除所述最上层以外的各垃圾层，将存储的所述投入容积对应值更新为最新修正的所述投入容积对应值。

5.根据权利要求1或2所述的焚烧设备，其特征在于，

所述料斗形成为相对于规定的高度变化的截面积的变化率不同的多个筒构件在上下方向连续；

所述总容积对应值为假设贮存于所述料斗的垃圾贮存于具有一定的截面积的假想料斗的情况下的贮存于所述假想料斗的垃圾的表面的换算高度。

6.根据权利要求1或2所述的焚烧设备，其特征在于，具备：

计算出由所述进料装置向所述焚烧炉内供给的垃圾的容积所对应的供给容积对应值的供给容积算出部；

利用层叠于所述料斗内的垃圾层中的最下层的垃圾层的容积所对应的所述投入容积对应值，计算出向所述焚烧炉内供给的垃圾的比重的比重算出部；以及

基于所述供给容积算出部所计算出的所述供给容积对应值及所述比重算出部所计算出的比重，计算出向所述焚烧炉内供给的垃圾的重量的供给重量算出部。

7.根据权利要求3所述的焚烧设备，其特征在于，具备：

计算出由所述进料装置向所述焚烧炉内供给的垃圾的容积所对应的供给容积对应值的供给容积算出部；

利用作为层叠于所述料斗内的垃圾层中的最下层的垃圾层的容积所对应的所述投入容积对应值且由所述压密修正部最新修正的所述投入容积对应值，计算出向所述焚烧炉内供给的垃圾的比重的比重算出部；以及

基于所述供给容积算出部所计算出的所述供给容积对应值及所述比重算出部所计算出的比重，计算出向所述焚烧炉内供给的垃圾的重量的供给重量算出部。

Images