JP2000097423A

JP2000097423A - 廃棄物供給装置および供給方法

Info

Publication number: JP2000097423A
Application number: JP10267172A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Shiromizu; 洋白水; Mitsusachi Yamakita; 光幸山北; Yuji Takigawa; 裕治滝川; Seiji Umezaki; 清治梅崎
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 1998-09-22
Filing date: 1998-09-22
Publication date: 2000-04-04
Anticipated expiration: 2018-09-22
Also published as: JP3680238B2

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成で低速から高速まで正確に廃棄物
の送り速度を制御できるとともに、調整時間も不要であ
り、経年変化や負荷変動にも対応できる廃棄物供給装置
および供給方法を提供する。【解決手段】廃棄物供給装置2 は、廃棄物を炉へ送る
油圧シリンダ5 と、油圧シリンダ5 への油量を調整する
油量制御弁7 と、油圧シリンダ5 のピストンの変位を検
出する変位検出器6 と、油圧シリンダ5 のピストンの前
進・後退を制御するシリンダ制御装置8 とを備えてい
る。シリンダ制御装置8 は、ピストン変位目標値を求め
る目標変位設定手段と、目標変位設定手段の出力および
変位検出器の出力に基づいてピストン変位偏差を求める
変位比較手段と、変位比較手段の出力に基づいてピスト
ン変位偏差がゼロとなるように油量制御弁を制御する制
御弁調整手段とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、廃棄物供給装置
の油圧シリンダのピストン変位を検出することにより、
油圧シリンダのピストンの位置制御および速度制御を精
密に行うことができ、しかも、油圧シリンダの種々の運
転パターンを得ることができる廃棄物供給装置および供
給方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の廃棄物供給装置は、廃棄物を炉へ
送る油圧シリンダと、油圧シリンダへの油量を調整する
油量制御弁とを備えており、油圧シリンダに接続された
油量制御弁の開度を調節することにより、油圧シリンダ
のピストン変位を調整しようとするものであった。スト
ローク端位置は、固定またはリミットスイッチによる多
段切替えとされていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の廃棄物供給
装置では、油量制御弁の開度を調節しているだけなの
で、起動時の動作および負荷がかかった時の動作では、
低速運転になればなるほど安定性が悪く、正確な再現性
が得られないという問題があった。また、最適なストロ
ークを見つけるのに長い時間を要し、しかも、リミット
調整の度にストローク長のパラメータを入力し直す必要
があり調整に手間がかかるという問題もあった。また、
炉の幅が広く幅方向に左右二連の廃棄物供給装置が設置
される場合に、左右の廃棄物供給装置を正確にかつ互い
に同じ動きとすることは不可能に近く、左右の廃棄物供
給装置の速度に違いが生じ、廃棄物の送り量に大きな狂
いが生じることがあった。廃棄物の送り量が左右で違う
と、廃棄物の供給量が間欠送りとなったり、供給量の過
不足が生じたりし、後流側の燃焼プロセスに大きな外乱
となることがあり、炉の能力をフルに発揮できないとい
う問題を生じる。

【０００４】この発明の目的は、簡単な構成で低速から
高速まで正確に廃棄物の送り速度を制御できるととも
に、調整時間も不要であり、経年変化や負荷変動にも対
応できる廃棄物供給装置および供給方法を提供すること
にある。

【０００５】また、この発明の他の目的は、炉への廃棄
物供給量を安定させて、後流の燃焼プロセスを安定させ
て公害の少ない運転を可能にする廃棄物供給装置および
供給方法を提供することにある。

【０００６】また、この発明の他の目的は、長ストロー
ク化するシリンダの設置面積を小さくするためピストン
ロッドが供給装置の内側に入り見えなくなることに対
し、デジタル表示などでそのピストンの位置を表示して
動きを可視化することにより運転管理が容易な廃棄物供
給装置および供給方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段および発明の効果】請求項
１の発明による廃棄物供給装置は、廃棄物を炉へ送る油
圧シリンダと、油圧シリンダへの油量を調整する油量制
御弁と、油圧シリンダのピストンの変位を検出する変位
検出器と、油圧シリンダのピストンの前進・後退を制御
するシリンダ制御装置とを備えており、シリンダ制御装
置が、ピストン変位目標値を求める目標変位設定手段
と、目標変位設定手段の出力および変位検出器の出力に
基づいてピストン変位偏差を求める変位比較手段と、変
位比較手段の出力に基づいてピストン変位偏差がゼロと
なるように油量制御弁を制御する制御弁調整手段とを備
えているものである。

【０００８】油量制御弁としては、速度制御と方向制御
の２つの機能を有している比例電磁式方向・流量制御弁
が好ましく、変位検出器としては、磁歪式変位センサな
どの変位センサが適宜使用される。制御弁調整手段とし
ては、ＰＩＤ調整器が好ましいが、これに限られるもの
ではない。

【０００９】この発明の廃棄物供給装置によると、従来
全く計測されていなかった油圧シリンダのピストン変位
が計測され、このピストン変位計測値が時々刻々計算さ
れるピストン変位目標値に合うように、油圧シリンダへ
の油量が調整される。これにより、油圧シリンダの速度
制御を精密に行うことができる。したがって、油量制御
弁の開度を調節するだけの従来のものでは、起動時およ
び負荷がかかった時の動作が低速運転で安定性の悪いも
のであったのに対し、この発明のものでは、低速から高
速まで正確に廃棄物の送り速度を制御することができ
る。しかも、ストローク端位置の調整時間は不要であ
り、経年変化や負荷変動にも容易に対応できる。また、
設置面積を小さくするためにピストンロッドが供給設備
の内側に入り、供給設備外側からの目視による確認がで
きない場合でも、得られたピストン変位をデジタル値な
どにより表示することでピストンの動きを可視化するこ
とが容易となることから、運転管理が容易なものとな
る。さらにまた、炉の幅が広く幅方向に左右二連の廃棄
物供給装置が設置される場合でも、左右の廃棄物供給装
置を正確にかつ互いに同じ動きとすることができること
から、廃棄物の送り量が左右で異なることによる不具合
を解消することができる。

【００１０】この廃棄物供給装置は、熱量したがって蒸
気量をごみの量でのみ調整するキルン炉に設置すると特
に有効であり、また、その他の廃棄物の焼却炉に設置し
ても有効である。ここで、廃棄物とは、その成分を一定
に保つことができない都市ごみや産業廃棄物などの焼却
すべき混合物を意味している。

【００１１】請求項２の発明による廃棄物供給装置は、
請求項１の発明において、目標変位設定手段が、廃棄物
供給速度およびストローク長からピストンの一往復時間
を求める往復時間算出手段と、ピストンの一往復時間お
よび決められた後退速度からピストンの前進速度を求
め、ピストンの速度を積分することによりピストン変位
を求める変位算出手段とを備えているものである。

【００１２】ピストンの一往復時間Ｔｔ（ｓ）は、廃棄
物供給速度Ｖｔ（ｍｍ／ｓ）およびストローク長Ｌｓ
（ｍｍ）から、Ｔｔ＝Ｌｓ／Ｖｔにより求められる。ピ
ストンの後退速度Ｖｂ（ｍｍ／ｓ）は、廃棄物の違いな
どを考慮に入れなくてもよいので、適宜な値に設定する
ことができる。この場合に、ピストンの後退時間Ｔｂ
（ｓ）は、Ｔｂ＝Ｌｓ／Ｖｂで求まり、ピストンの前進
時間Ｔｆ（ｓ）は、Ｔｆ＝Ｔｔ−Ｔｂとなり、ピストン
の前進速度Ｖｆ（ｍｍ／ｓ）は、Ｖｆ＝Ｌｓ／Ｔｆによ
り求まる。この前進速度Ｖｆおよび後退速度Ｖｂを積分
することにより、廃棄物供給速度Ｖｔに対応する好まし
い油圧シリンダピストン変位を求めることができる。

【００１３】また、請求項３の発明による廃棄物供給装
置は、請求項１の発明において、目標変位設定手段が、
廃棄物供給速度およびストローク長からピストンの一往
復時間を求める往復時間算出手段と、ピストンの一往復
時間および決められた後退速度と前進速度との比に基づ
いてピストンの前進速度および後退速度を求め、ピスト
ンの速度を積分することによりピストン変位を求める変
位算出手段とを備えているものである。

【００１４】油圧シリンダの一往復時間Ｔｔ（ｓ）は、
請求項２のものと同様に、廃棄物供給速度Ｖｔ（ｍｍ／
ｓ）およびストローク長Ｌｓ（ｍｍ）から、Ｔｔ＝Ｌｓ
／Ｖｔにより求められる。油圧シリンダの前進速度Ｖｆ
（ｍｍ／ｓ）と後退速度Ｖｂ（ｍｍ／ｓ）の比Ｖｆ／Ｖ
ｂ＝Ｃを適宜な値に設定することにより、Ｌｓ／Ｖｆ＋
Ｌｓ／Ｖｂ＝ＴｔおよびＶｆ／Ｖｂ＝Ｃから、前進速度
Ｖｆは、Ｖｆ＝（１＋Ｃ）Ｌｓ／Ｔｔ、後退速度Ｖｂ
は、Ｖｂ＝（１＋Ｃ）Ｌｓ／（Ｃ・Ｔｔ）により求ま
る。この前進速度Ｖｆおよび後退速度Ｖｂを積分するこ
とにより、廃棄物供給速度Ｖｔに対応する好ましい油圧
シリンダピストン変位を求めることができる。

【００１５】請求項２および請求項３の発明による廃棄
物供給装置では、廃棄物供給速度Ｖｔ（ｍｍ／ｓ）は、
例えば、炉における焼却量設定値Ｗｓ（ｔ／ｈ）、油圧
シリンダのストローク長Ｌｓ（ｍｍ）、廃棄物見掛け比
重Ｄｇ（ｔ／ｍ³）および供給装置入口通過断面積Ａｆ
（ｍ²）を用いて、Ｖｔ＝１０００・Ｗｓ／（３６００
・Ｄｇ・Ａｆ）として求められる。また、ストローク長
Ｌｓ（ｍｍ）は、パラメータとして簡単に変更すること
ができ、この変更により速度も自動的に修正演算され
る。

【００１６】請求項２および請求項３の発明による廃棄
物供給装置において、シリンダ制御装置が、適正な廃棄
物供給速度を目標変位設定手段に出力する供給速度調節
手段をさらに備えており、供給速度調節手段は、炉の排
ガスの熱を回収する廃熱ボイラからの蒸気流量とこれの
設定値とに基づいて、廃熱ボイラからの蒸気流量を一定
にするように廃棄物供給速度を調整するものであること
が好ましい。このようにすると、廃熱ボイラからの蒸気
流量が一定、すなわち、廃棄物が均一に燃焼されること
が保証され、排ガス中の微量有害物質の発生を抑制した
安定な廃棄物焼却が可能となる。供給速度調整手段とし
ては、ＰＩＤ調整器が好ましいが、これに限られるもの
ではない。

【００１７】また、請求項２および請求項３の発明によ
る廃棄物供給装置において、目標変位設定手段が、油圧
シリンダのストローク両端間に任意の反転位置を設定可
能とするとともに、ピストンが前進端から反転位置を経
て前進端に至る往復動作を行うことを可能とする運転パ
ターン変更手段をさらに備えていることが好ましい。こ
のようにすると、ピストンがストロークの両端間を往復
する場合に比べて、ピストンの往復時間を短くしたり、
往復時間を変化させずにピストンの速度を速くするなど
の運転パターンの変更が容易にできる。

【００１８】また、請求項２および請求項３の発明によ
る廃棄物供給装置において、目標変位設定手段が、ピス
トンのストローク両端間に任意の反転位置を設定可能と
するとともに、ピストンが後退端から前進端に至るさい
に、後退端から反転位置を経て後退端に至る小往復動作
を少なくとも１回行うことを可能とする運転パターン変
更手段をさらに備えていることが好ましい。このように
すると、たとえば、後退端から前進端まで一気にピスト
ンを前進させてもごみが圧縮されるためストロークの半
分程しか送れない場合は、後退端から反転位置を経て後
退端に至る小往復動作を行う運転パターンに変更し、規
定の量を供給することができる。

【００１９】請求項７の発明による廃棄物供給方法は、
廃棄物を炉へ送る油圧シリンダのピストンの変位を検出
し、検出されたピストン変位を時々刻々計算されたピス
トン変位目標値に合わせるように油圧シリンダへの油量
を制御することを特徴とするものである。

【００２０】請求項７の発明の廃棄物供給方法による
と、従来全く計測されていなかった油圧シリンダのピス
トン変位が計測され、このピストン変位計測値が時々刻
々計算されるピストン変位目標値に合うように、油圧シ
リンダへの油量が調整される。これにより、ピストンの
速度制御を精密に行うことができる。したがって、油量
制御弁の開度を調節するだけの従来のものでは、起動時
および負荷がかかった時の動作が低速運転で安定性の悪
いものであったのに対し、この発明のものでは、低速か
ら高速まで正確に廃棄物の送り速度を制御することがで
きる。しかも、ストローク端位置の調整時間は不要であ
り、経年変化や負荷変動にも容易に対応できる。また、
設置面積を小さくするためにピストンロッドが供給設備
の内側に入り、供給設備外側からの目視による確認がで
きない場合でも、得られたピストン変位をデジタル値な
どにより表示することでピストンの動きを可視化するこ
とが容易となることから、運転管理が容易なものとな
る。さらにまた、炉の幅が広く幅方向に左右二連の廃棄
物供給装置が設置される場合でも、左右の廃棄物供給装
置を正確にかつ互いに同じ動きとすることができること
から、廃棄物の送り量が左右で異なることによる不具合
を解消することができる。

【００２１】上記請求項７の発明において、炉の排ガス
の熱を回収する廃熱ボイラからの蒸気流量とこれの設定
値とに基づいて、廃熱ボイラからの蒸気流量を一定にす
るようにピストン変位目標値が求められる。このように
すると、廃熱ボイラからの蒸気流量が一定、すなわち、
廃棄物が均一に燃焼されることが保証され、排ガス中の
微量有害物質の発生を抑制した安定な廃棄物焼却が可能
となる。

【００２２】また、油圧シリンダのピストンの後退端の
位置を可変設定することにより、ストロークの中間位置
での油圧シリンダの往復動作が可能とされる。さらにま
た、油圧シリンダのストロークの両端間に可変の中間点
を設け、ピストンが後退端と中間点との往復動作を行う
一または複数回の送りと、その後にピストンが後退端と
前進端との往復動作を行う一回の送りとが繰り返される
ことがある。このようにすると、ピストンは、ストロー
ク両端間の往復動作を行うだけでなく、ストロークの前
進端と中間位置との往復動作やストロークの後退端と中
間位置との往復動作も行うことができ、廃棄物の違いや
供給設備の寸法の違いに対応して、種々の動作パターン
を組み合わせた最適な油圧シリンダの運転が可能とな
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を、以下図
面を参照して説明する。

【００２４】図１は、ロータリーキルン式焼却装置の概
要を示すもので、水平軸回りにたとえば０．５〜１ｒｐ
ｍで回転させられるロータリーキルン(1) と、ロータリ
ーキルン(1) の前流側に設けられロータリーキルン(1)
に廃棄物を適切量ずつ送り込む廃棄物供給装置(2) と、
ロータリーキルン(1) の後流側に設けられた再燃焼室
(3) と、再燃焼室(3) の排ガスから熱回収する廃熱ボイ
ラ(4) とを備えている。

【００２５】図２に示すように、廃棄物供給装置(2)
は、廃棄物をロータリーキルン(1) へ送る二連の油圧シ
リンダ(5) と、各油圧シリンダ(5) のピストン変位を検
出する変位検出器(6) と、各油圧シリンダ(5) のピスト
ン変位を調整する油量制御弁(7) と、変位検出器(6) の
出力に基づいて油量制御弁(7) を介して油圧シリンダ
(5) を制御するシリンダ制御装置(8) と、廃熱ボイラ
(4) に設けられた蒸気流量発信器(9) に基づいて適切な
廃棄物供給速度を求めてこれをシリンダ制御装置(8)に
出力する燃焼制御装置(10)とを備えている。

【００２６】変位検出器(6) は、磁歪現象を利用した変
位センサであり、センサプローブに沿って移動する磁石
によって、電流パルスが流れる特殊な金属製磁歪線の上
にねじり歪みを発生させ、その歪みの伝播時間を測定す
ることにより油圧シリンダ(5) のピストンの絶対位置を
測定するものである。

【００２７】油量制御弁(7) は、４ポート３位置オープ
ンセンタの比例電磁式方向・流量制御弁であり、速度制
御と方向制御の２つの機能を有している。したがって、
この油量制御弁(7) への油量操作量を制御することによ
り油圧シリンダ(5) の前進速度および後退速度を任意に
設定することができる。

【００２８】図３は、この発明による廃棄物供給装置の
第１実施形態の制御回路を示している。同図に示すよう
に、燃焼制御装置(10)において、廃熱ボイラ(4) の蒸気
流量に対応する蒸気流量信号Ｑｐが蒸気流量発信器(9)
から出力され、第１比較器(11)で蒸気流量設定値Ｑｓと
比較され、この差である蒸気流量偏差（Ｑｐ−Ｑｓ）が
供給速度調節手段としての第１ＰＩＤ調整器(12)に入力
される。一方、焼却量設定値Ｗｓ（ｔｏｎ／ｈ）が、第
１除算器(13)において廃棄物見掛け比重Ｄｇ（ｔｏｎ／
ｍ³）により割られ、さらに第２除算器(14)において供
給装置入口通過断面積Ａｆ（ｍ²）で割られることによ
り、廃棄物容積流量Ｖｓ（ｍ／ｈ）が求められる。この
廃棄物容積流量Ｖｓは、蒸気流量偏差（Ｑｐ−Ｑｓ）が
入力された第１ＰＩＤ調整器(12)に入力され、第１ＰＩ
Ｄ調整器(12)では、Ｖｓと（Ｑｐ−Ｑｓ）とから廃棄物
供給速度Ｖｔ（ｍｍ／ｓ）を算出する。なお、廃棄物供
給速度Ｖｔは、廃棄物容積流量Ｖｓを用いてＶｔ＝Ｖｓ
・１０００／３６００として求めてもよい。第１ＰＩＤ
調整器(12)において蒸気流量偏差（Ｑｐ−Ｑｓ）を用い
た補正を行うことにより、ロータリーキルン(1) 後流に
設けられた廃熱ボイラ(4) より発生した蒸気量を一定に
制御することが可能となり、この結果、発生熱量が一定
となり、炉のガス温度および酸素濃度も安定し、排ガス
中の微量有害物質の発生を抑制することができる。

【００２９】シリンダ制御装置(8) では、次のようにし
て、油圧シリンダ(5) のピストン変位目標値Ｌｄ（ｍ
ｍ）が求められる。

【００３０】まず、燃焼制御装置(10)で求められた廃棄
物供給速度Ｖｔを用い、第３除算器(15)においてストロ
ーク長Ｌｓ（ｍｍ）をこのＶｔで割ることにより、往復
時間Ｔｔ（ｓ）が求められる。一方、ストローク長Ｌｓ
が第４除算器(16)において後退速度Ｖｂ（ｍｍ／ｓ）で
割られることにより、後退時間Ｔｂ（ｓ）が求められ
る。次いで、第１減算器(17)において往復時間Ｔｔ
（ｓ）と後退時間Ｔｂ（ｓ）との差から前進時間Ｔｆ
（ｓ）が求められる。そして、第５除算器(18)において
ストローク長Ｌｓが前進時間Ｔｆ（ｓ）で割られること
により、前進速度Ｖｆ（ｍｍ／ｓ）が求められる。ピス
トン変位目標値Ｌｄは、ΔＴ（ｓ）を測定周期として、
前進時には、Ｌｄ＝Ｌｄ＋Ｖｆ・ΔＴにより求まるか
ら、たとえばΔＴ＝１とすれば、Ｌｄ＝Ｌｄ＋Ｖｆとし
て求められる。この演算は第１加算器(19)で行われる。
後退時には、第１加算器(19)と後述する第２比較器(25)
との間に設けられた第１切替器(21)が第２減算器(20)側
に切り替えられる。したがって、後退時には、ピストン
変位目標値Ｌｄは、Ｌｄ＝Ｌｄ−Ｖｂ・ΔＴにより求め
られる。第１切替器(21)の切替えは、下限スイッチＰＬ
(23)がオンとなって前進を開始してから上限スイッチＰ
Ｈ(22)がオンとなるまでの間は、目標値Ｌｄが第１加算
器(19)により求められ、上限スイッチＰＨ(22)がオンと
なって後退を開始してから下限スイッチＰＬ(23)がオン
となるまでの間は、目標値Ｌｄが第２減算器(20)により
求められるように、第１フリップフロップ(24)により行
われる。第１フリップフロップ(24)のＳはセットを、Ｒ
はリセットを示している。こうして、一定間隔ΔＴ（た
とえば１秒、２秒その他の適当な間隔でも可）ごとに、
ピストン変位目標値Ｌｄが求められる。符号(12)〜(24)
を付された部分が目標変位設定手段を構成し、符号(12)
〜(15)を付された部分が往復時間算出手段を、符号(16)
〜(24)を付された部分がピストン変位算出手段をそれぞ
れ構成している。

【００３１】なお、上記において、後退速度Ｖｂ（ｍｍ
／ｓ）は適宜な値に設定することができる。また、これ
に代えて、油圧シリンダの前進速度Ｖｆ（ｍｍ／ｓ）と
後退速度Ｖｂ（ｍｍ／ｓ）の比を適宜な値に設定するこ
ともできる。この場合、Ｌｓ／Ｖｆ＋Ｌｓ／Ｖｂ＝Ｔｔ
およびＶｆ／Ｖｂ＝Ｃ（比例定数）から、前進速度Ｖｆ
は、Ｖｆ＝（１＋Ｃ）Ｌｓ／Ｔｔ、後退速度Ｖｂは、Ｖ
ｂ＝（１＋Ｃ）Ｌｓ／（Ｃ・Ｔｔ）により求まる。

【００３２】目標変位設定手段で求められたピストン変
位目標値Ｌｄは、第２比較器(25)において変位検出器
(6) からのピストン変位計測値Ｌｍ１，Ｌｍ２（ｍｍ）
と比較され、この差である変位偏差（Ｌｄ−Ｌｍ１），
（Ｌｄ−Ｌｍ２）が第２ＰＩＤ調整器(26)に入力され
る。第２ＰＩＤ調整器(26)では、この偏差をゼロとする
ような油量制御弁(7) の油量操作量Ｍ１，Ｍ２が求めら
れる。この油量操作量Ｍ１，Ｍ２は、関数発生器(27)に
おいて油量制御弁(7) の特性を補正し、油量操作量信号
Ｍｒ１，Ｍｒ２として油量制御弁(7) に出力される。

【００３３】図３において、破線の四角で囲んでいるシ
リンダ制御装置(8) および燃焼制御装置(10)の各処理
は、動作順序を設定可能なシーケンサまたはループコン
トローラで行われる。

【００３４】図３に示すように、油圧シリンダ(5) が２
つある場合には、第２比較器(25)、第２ＰＩＤ調整器(2
6)および関数発生器(27)がそれぞれ２つずつ設けられ、
各変位検出器(6) からのピストン変位計測値Ｌｍ１，Ｌ
ｍ２がピストン変位目標値Ｌｄと比較されて、各油圧シ
リンダ(5) にそれぞれ油量操作量信号Ｍｒ１，Ｍｒ２が
出力される。

【００３５】図４は、上記第１実施形態の廃棄物供給装
置におけるタイムチャート示している。同図に示すよう
に、第１実施形態の廃棄物供給装置では、油圧シリンダ
(5)は、前進時間Ｔｆ（ｓ）の間に前進速度Ｖｆ（ｍｍ
／ｓ）で前進して、ストローク前進端Ｌｓ（ｍｍ）（＝
ストローク長）に達し、前進時間Ｔｆよりも短い後退時
間Ｔｂ（ｓ）の間に前進速度Ｖｆより速い後退速度Ｖｂ
（ｍｍ／ｓ）で後退して元に戻り、一往復時間Ｔｔ
（ｓ）ごとにこの動作を繰り返す。

【００３６】図５は、この発明による廃棄物供給装置の
第２実施形態を示している。第２実施形態のものは、１
種類の往復動作を繰り返すだけの運転パターンである第
１実施形態に対して、予備送りモードを有する二度送り
運転パターンを可能とするものである。図６にそのタイ
ムチャート示すように、第２実施形態の廃棄物供給装置
では、油圧シリンダ(5) は、第１の前進時間Ｔｆ１
（ｓ）の間に前進速度Ｖｆ（ｍｍ／ｓ）で前進して、ス
トローク中間位置Ｌｍ（ｍｍ）に達し、第１の後退時間
Ｔｂ１（ｓ）の間に後退速度Ｖｂ（ｍｍ／ｓ）で後退し
て一旦元に戻る小往復動作を行い、次いで、第２の前進
時間Ｔｆ２（ｓ）の間に前進速度Ｖｆ２（ｍｍ／ｓ）で
前進して、ストローク前進端Ｌｓ（ｍｍ）（＝ストロー
ク長）に達し、その後、第２の後退時間Ｔｂ２（ｓ）の
間に後退速度Ｖｂ（ｍｍ／ｓ）で後退して元に戻る大往
復動作を行い、一往復時間Ｔｔ（ｓ）ごとに小往復動作
および大往復動作を１回ずつ繰り返す。

【００３７】図５において、第２実施形態のシリンダ制
御装置(8) が第１実施形態と異なる点は、ストローク長
Ｌｓ（ｍｍ）のほかに任意の中間位置Ｌｍ（ｍｍ）を設
定することができるようになっており、ストローク長Ｌ
ｓと中間位置Ｌｍとを加算する第２加算器(31)が付加さ
れている点と、ストローク長Ｌｓに対応する第１上限ス
イッチＰＨ(22)に加えて、中間位置Ｌｍに対応する第２
上限スイッチＰＭ(32)が設けられている点と、これに伴
い、第１上限スイッチＰＨ(22)と第２上限スイッチＰＭ
(32)との切替えを行うための第２切替器(33)および第２
フリップフロップ(34)が付加されている点とである。こ
れらの付加された部分(31)(32)(33)(34)が運転パターン
変更手段を構成している。

【００３８】第２実施形態のシリンダ制御装置(8) で
は、次のようにして、油圧シリンダ(5) のピストン変位
目標値Ｌｄ（ｍｍ）が求められる。

【００３９】まず、新たに付加された第２加算器(31)に
より、第１実施形態のストローク長Ｌｓ（ｍｍ）がスト
ローク長Ｌｓと中間位置Ｌｍ（ｍｍ）との和Ｌｓ＋Ｌｍ
に置き替えられる。そして、燃焼制御装置(10)で求めら
れた廃棄物供給速度Ｖｔが第３除算器(15)においてＬｓ
＋Ｌｍで割られることにより、往復時間Ｔｔ（ｓ）が求
められる。一方、Ｌｓ＋Ｌｍが第４除算器(16)において
後退速度Ｖｂ（ｍｍ／ｓ）で割られることにより、後退
時間Ｔｂ（ｓ）＝Ｔｂ１＋Ｔｂ２が求められる。中間位
置Ｌｍを調整することで、たとえば、ピストン後退速度
Ｖｂを廃棄物供給速度Ｖｔに対する比率で設定したり、
ピストン一往復時間Ｔｔに占める割合から求めたりする
ことができる。そして、第１減算器(17)において往復時
間Ｔｔ（ｓ）と後退時間Ｔｂ（ｓ）との差から前進時間
Ｔｆ（ｓ）＝Ｔｆ１＋Ｔｆ２が求められる。次いで、第
５除算器(18)においてＬｓ＋Ｌｍが前進時間Ｔｆ（ｓ）
で割られることにより、前進速度Ｖｆ（ｍｍ／ｓ）が求
められる。

【００４０】ピストン変位目標値Ｌｄは、ΔＴ（ｓ）を
測定周期として、前進時には、Ｌｄ＝Ｌｄ＋Ｖｆ・ΔＴ
により求まるから、たとえばΔＴ＝１とすれば、Ｌｄ＝
Ｌｄ＋Ｖｆとして求められる。この演算は第１加算器(1
9)で行われる。後退時には、第１切替器(21)が第２減算
器(20)側に切り替えられる。したがって、後退時には、
ピストン変位目標値Ｌｄは、Ｌｄ＝Ｌｄ−Ｖｂ・ΔＴに
より求められる。

【００４１】第１切替器(21)の切替えは、下限スイッチ
ＰＬ(23)がオンとなって前進を開始してから第２上限ス
イッチＰＭ(32)がオンとなるまでの間は、目標値Ｌｄが
第１加算器(19)により求められ、第２上限スイッチＰＭ
(32)がオンとなって後退を開始してから下限スイッチＰ
Ｌ(23)がオンとなるまでの間は、目標値Ｌｄが第２減算
器(20)により求められるように、第１フリップフロップ
(24)により行われる。この間、第２切替器(33)は、第２
上限スイッチＰＭ(32)の値が第１フリップフロップ(24)
にセットされるよう（図の実線の位置）に位置させられ
る。この後、再び下限スイッチＰＬ(23)がオンとなって
前進を開始するが、この時、第２切替器(33)は、第１上
限スイッチＰＨ(22)の値が第１フリップフロップ(24)に
セットされるよう（図の破線の位置）に位置させられ
る。そして、この第１上限スイッチＰＨ(22)がオンとな
るまでの間は、目標値Ｌｄが第１加算器(19)により求め
られ、第１上限スイッチＰＨ(22)がオンとなって後退を
開始してから下限スイッチＰＬ(23)がオンとなるまでの
間は、目標値Ｌｄが第２減算器(20)により求められるよ
うに、第１フリップフロップ(24)により第１切替器(21)
の切替えが行われる。第２フリップフロップ(34)は、小
往復動作の間は上限値として中間位置Ｌｍを保持し、大
往復動作の間は上限値としてストローク長Ｌｓを保持す
る。第２フリップフロップ(34)のセット・リセットは、
小往復動作と大往復動作との切替え時にのみ行われる。
こうして、一定間隔ΔＴ（たとえば１秒、２秒その他の
適当な間隔でも可）ごとに、ピストン変位目標値Ｌｄが
求められる。

【００４２】上記第１および第２実施形態において、油
圧シリンダ(5) は二連に設けられているが、油圧シリン
ダ(5) が一つの場合でも同様である。油圧シリンダ(5)
が二連に設けられた場合に上記のように行うことによ
り、従来問題となっていた左右の油圧シリンダの速度の
違いによって生じる廃棄物供給量のばらつきによる後流
側燃焼プロセスの外乱を防止することができ、これによ
り、炉の能力をフルに発揮させることができる。

【００４３】なお、上記実施形態の廃棄物供給装置は、
図１に示すロータリーキルン式焼却装置に適用するもの
として説明したが、この廃棄物供給装置は、ストーカー
式焼却装置に適用することもできる。ストーカー式焼却
装置に適用した場合には、廃棄物の移動速度と燃焼速度
を微妙に制御することができ、さらに、火格子焼損対策
の動作も加えることが可能となって、ストーカー炉の長
寿命化に効果があり、炉の立上げ・下げ時の最長ストロ
ークでの廃棄物の切り出し制御も容易となり、連続的な
ストロークの変更によりスムーズで公害の少ない運転が
できるという効果もある。

【００４４】いずれにしろ、上記実施形態の廃棄物供給
装置によると、廃棄物の焼却に関して厳しくなる公害規
制に対し、燃料の三要素である燃料、空気および温度の
うち最も基本となる燃料＝廃棄物供給量をいかに高精度
に制御するかが重要なポイントとなる各種燃焼装置にお
いて、時代と共に変わっていく廃棄物の質に応じた運転
パターンの選択が自由にでき、廃棄物供給量に対する高
精度制御の要求を満足することができる。また、ピスト
ン変位の差分をとれば簡単にピストン移動速度が求ま
り、これを表示することにより、運転管理の精度を上げ
ることもできる。さらにまた、無理のない安定した運転
ができるため、炉の能力（処理量、低公害など）をフル
に引き出すこともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による廃棄物供給装置が対象とする焼
却装置の一例を概略的に示す図である。

【図２】この発明による廃棄物供給装置を示すブロック
図である。

【図３】廃棄物供給装置の第１実施形態の制御装置の回
路図である。

【図４】図３の制御装置により制御された油圧シリンダ
のタイムチャートである。

【図５】廃棄物供給装置の第２実施形態の制御装置の回
路図である。

【図６】図５の制御装置により制御された油圧シリンダ
のタイムチャートである。

【符号の説明】

(1) ロータリーキルン（炉） (2) 廃棄物供給装置 (4) 廃熱ボイラ (5) 油圧シリンダ (6) 変位検出器 (7) 油量制御弁 (8) シリンダ制御装置 (9) 蒸気流量発信器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者滝川裕治大阪市住之江区南港北１丁目７番89号日立造船株式会社内 (72)発明者梅崎清治大阪市住之江区南港北１丁目７番89号日立造船株式会社内Ｆターム(参考） 3K062 AA08 AB01 AC01 AC19 BA02 CB09 DA16 DA32 DB01 DB03 3K065 AA08 AB01 AC01 AC19 BA01 BA06 EA16 EA28

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃棄物を炉へ送る油圧シリンダと、油圧
シリンダへの油量を調整する油量制御弁と、油圧シリン
ダのピストンの変位を検出する変位検出器と、油圧シリ
ンダのピストンの前進・後退を制御するシリンダ制御装
置とを備えており、シリンダ制御装置が、ピストン変位
目標値を求める目標変位設定手段と、目標変位設定手段
の出力および変位検出器の出力に基づいてピストン変位
偏差を求める変位比較手段と、変位比較手段の出力に基
づいてピストン変位偏差がゼロとなるように油量制御弁
を制御する制御弁調整手段とを備えている廃棄物供給装
置。
【請求項２】目標変位設定手段が、廃棄物供給速度お
よびストローク長からピストンの一往復時間を求める往
復時間算出手段と、ピストンの一往復時間および決めら
れた後退速度からピストンの前進速度を求め、ピストン
の速度を積分することによりピストン変位を求める変位
算出手段とを備えている請求項１記載の廃棄物供給装
置。
【請求項３】目標変位設定手段が、廃棄物供給速度お
よびストローク長からピストンの一往復時間を求める往
復時間算出手段と、ピストンの一往復時間および決めら
れた後退速度と前進速度との比に基づいてピストンの前
進速度および後退速度を求め、ピストンの速度を積分す
ることによりピストン変位を求める変位算出手段とを備
えている請求項１記載の廃棄物供給装置。
【請求項４】シリンダ制御装置が、適正な廃棄物供給
速度を目標変位設定手段に出力する供給速度調節手段を
さらに備えており、供給速度調節手段は、炉の排ガスの
熱を回収する廃熱ボイラからの蒸気流量とこれの設定値
とに基づいて、廃熱ボイラからの蒸気流量を一定にする
ように廃棄物供給速度を調整するものである請求項２ま
たは３記載の廃棄物供給装置。
【請求項５】目標変位設定手段が、油圧シリンダのス
トローク両端間に任意の反転位置を設定可能とするとと
もに、ピストンが前進端から反転位置を経て前進端に至
る往復動作を行うことを可能とする運転パターン変更手
段をさらに備えている請求項２または３記載の廃棄物供
給装置。
【請求項６】目標変位設定手段が、ピストンのストロ
ーク両端間に任意の反転位置を設定可能とするととも
に、ピストンが後退端から前進端に至るさいに、後退端
から反転位置を経て後退端に至る小往復動作を少なくと
も１回行うことを可能とする運転パターン変更手段をさ
らに備えている請求項２または３記載の廃棄物供給装
置。
【請求項７】廃棄物を炉へ送る油圧シリンダのピスト
ンの変位を検出し、検出されたピストン変位を時々刻々
計算されたピストン変位目標値に合わせるように油圧シ
リンダへの油量を制御することを特徴とする廃棄物供給
方法。
【請求項８】炉の排ガスの熱を回収する廃熱ボイラか
らの蒸気流量とこれの設定値とに基づいて、廃熱ボイラ
からの蒸気流量を一定にするようにピストン変位目標値
を求める請求項７の廃棄物供給方法。
【請求項９】油圧シリンダのピストンの後退端の位置
を可変設定することにより、ストロークの中間位置での
油圧シリンダの往復動作を可能とする請求項７の廃棄物
供給方法。
【請求項１０】油圧シリンダのストロークの両端間に
可変の中間点を設け、ピストンが後退端と中間点との往
復動作を行う一または複数回の送りと、その後にピスト
ンが後退端と前進端との往復動作を行う一回の送りとを
繰り返す請求項７の廃棄物供給方法。