JP2003106509A

JP2003106509A - 燃焼制御装置

Info

Publication number: JP2003106509A
Application number: JP2001303704A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Takatsudo; 康弘高津戸; Masataka Abe; 正孝安部; Ryuichi Horiie; 隆一堀家
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2003-04-09

Abstract

(57)【要約】【課題】ごみ焼却炉における燃焼制御の信頼性を高
め、ダイオキシン類等の有害ガスを低減させること。【解決手段】ごみ焼却炉１００における一次燃焼部１
１１のごみ表面温度を赤外線を介して測定するごみ表面
温度測定器２２０と、炉内温度を測定する炉内温度セン
サ２１０と、ごみ表面温度および炉内温度に基づいて、
燃焼制御を行う制御装置３００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】本発明は、ごみ焼却炉におけ
る燃焼を制御する燃焼制御装置に関するものであり、特
に、一次燃焼部の代表温度であるごみ表面温度と二次燃
焼部の代表温度である炉内温度を精度良く計測して燃焼
制御を行うことで燃焼制御の信頼性を高め、ダイオキシ
ン類等の有害ガスを低減させることができる燃焼制御装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、ごみ焼却炉は、日々の生
活から排出される様々な廃棄物を処理するという重要な
役割を担っている。このようなごみ焼却炉では、熱エネ
ルギーの効率向上や、大気に排出されるダイオキシン
類、ＮＯx 等の有害排ガスの低減を目的として燃焼制御
装置による運転が行われている。

【０００３】火格子式のごみ焼却炉では、火格子から送
り込まれる燃焼用の一次空気と、火格子上方に送り込ま
れる燃焼用の二次空気とによって、ごみの焼却が行われ
ている。

【０００４】図６は、従来のごみ焼却炉３０の構成を示
す図である。同図に示した焼却炉３０は一次燃焼部３１
と二次燃焼部３２とから構成されている。燃焼用の一次
空気は送風ブロワ３５を介して火格子３６の下方から
と、一次燃焼部３１内に直接供給される。

【０００５】また、燃焼用の二次空気は送風ブロワ３５
からノズル３８を経て二次燃焼部３２に供給される。煙
突３４には、排ガスの酸素濃度を測定するための酸素濃
度センサ３３が設けられている。この酸素濃度センサ３
３の測定結果は、酸素濃度信号として制御装置４０に入
力される。

【０００６】また、炉出口には、ダイオキシン類の前駆
体である、クロロベンゼン類、クロロフェノール類（以
下、ダイオキシン前駆体類と称する）を測定するための
ダイオキシン前駆体類濃度センサ４１が設けられてい
る。このダイオキシン前駆体類濃度センサ４１の測定結
果は、ダイオキシン前駆体類濃度信号として制御装置４
０に入力される。

【０００７】また、二次燃焼部３２には、炉内温度を測
定するための炉内温度センサ４２が設けられている。こ
の炉内温度センサ４２は、熱電対である。炉内温度セン
サの測定結果は、炉内温度信号として制御装置４０に入
力される。

【０００８】ここで、ごみ焼却炉におけるダイオキシン
類の発生原因としては、炉内温度低下や、燃焼ガスの滞
留時間不足、燃焼ガスの攪拌不足等が考えられる。特
に、温度低下の場合には、ダイオキシン類が発生しやす
い傾向にある。

【０００９】制御装置４０は、上述した酸素濃度、ダイ
オキシン前駆体類濃度および炉内温度に基づいて、空気
流量等の過不足を判断し、空気流量等が最適配分となる
ような燃焼制御を実行し、ダイオキシン類発生の低減を
図っている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来では、ごみ表面温
度を測定する有効な手段がなかった。一次燃焼部３１に
熱電対を設けることもできるが、腐食性ガスと高温の影
響により、ごみ表面温度センサ（熱電対）の寿命が極め
て短いため、センサ不良が多発することにより、測定精
度が低い。また、赤外線を用いた温度計で計ることもで
きるが、二次燃焼部での火炎の影響で精度の高いごみ表
面温度を計測することができなかった。

【００１１】従って、従来では、測定精度が低いごみ表
面温度に基づいて燃焼制御を行わなければならたいた
め、ダイオキシン類の発生原因の推定精度が低く、燃焼
制御の信頼性が低いという問題があった。

【００１２】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
ごみ焼却炉における燃焼制御の信頼性を高め、ダイオキ
シン類等の有害ガスを低減させることができる燃焼制御
装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１にかかる発明は、ごみ焼却炉におけるごみ
表面温度を赤外線を介して測定するごみ表面温度測定手
段と、炉内温度を測定する炉内温度測定手段と、前記ご
み表面温度および前記炉内温度に基づいて、燃焼制御を
行う制御手段とを備えたことを特徴とする。

【００１４】この発明によれば、ごみ表面温度測定手段
により、ごみ焼却炉におけるごみ表面温度を赤外線を介
して測定し、一方、炉内温度測定手段により、炉内温度
を測定するようにしたので、腐食性ガスや高温の影響を
受けることなくごみ表面温度が精度高く測定されるた
め、ごみ表面温度および炉内温度に基づく燃焼制御の信
頼性を高めることができる。

【００１５】また、請求項２にかかる発明は、請求項１
に記載の燃焼制御装置において、前記ごみ表面温度測定
手段は、前記ごみ表面温度を計測するために燃焼ガスの
影響を受けない波長帯域の赤外線を通過させるバンドパ
スフィルタを備えたことを特徴とする。

【００１６】この発明によれば、ごみ表面温度を計測す
るために燃焼ガスの影響を受けない波長帯域の赤外線を
通過させるバンドパスフィルタを用いてごみ表面温度を
測定するようにしたので、ごみ表面温度を精度良く計測
することができる。

【００１７】また、請求項３にかかる発明は、請求項２
に記載の燃焼制御装置において、前記バンドパスフィル
タの波長帯域は、３．５〜４．０μｍであることを特徴
とする。

【００１８】この発明によれば、バンドパスフィルタの
波長帯域を３．５〜４．０μｍとしたので、ごみ表面温
度の測定結果が最適値となり、ごみ表面温度を精度良く
計測することができる。

【００１９】また、請求項４にかかる発明は、ごみ焼却
炉におけるごみ表面温度および炉内温度を赤外線を介し
て測定する温度測定手段と、前記ごみ表面温度および前
記炉内温度に基づいて、燃焼制御を行う制御手段とを備
え、前記温度測定手段は、前記ごみ表面温度を計測する
ために燃焼ガスの影響を受けない波長帯域の赤外線を通
過させる第１のバンドパスフィルタと、前記炉内温度を
計測するために燃焼ガスの吸収波長帯域の赤外線を通過
させる第２のバンドパスフィルタと、前記第１のバンド
パスフィルタと前記第２のバンドパスフィルタとを切り
替える切替器とから構成されていることを特徴とする。

【００２０】この発明によれば、第１のバンドパスフィ
ルタと第２のバンドパスフィルタとを切り替えることに
より、ごみ表面温度および炉内温度の双方を赤外線を介
して測定するようにしたので、コストを低減させること
ができる。

【００２１】また、請求項５にかかる発明は、請求項４
に記載の燃焼制御装置において、前記第１のバンドパス
フィルタの波長帯域は、３．５〜４．０μｍ、前記第２
のバンドパスフィルタの波長帯域は、４．２〜４．８μ
ｍであることを特徴とする。

【００２２】この発明によれば、第１のバンドパスフィ
ルタの波長帯域を３．５〜４．０μｍとしたので、ごみ
表面温度の測定結果が最適値となり、ごみ表面温度を精
度良く計測することができる。

【００２３】また、請求項６にかかる発明は、請求項１
〜５のいずれか一つに記載の燃焼制御装置において、炉
出口のダイオキシン前駆体類濃度を測定するダイオキシ
ン前駆体類濃度測定手段と、排ガスの酸素濃度を測定す
る酸素濃度測定手段とを備え、前記制御手段は、前記ご
み表面温度、前記炉内温度、前記ダイオキシン前駆体類
濃度および酸素濃度に基づいて、燃焼制御を行うことを
特徴とする。

【００２４】この発明によれば、精度が高いごみ表面温
度、炉内温度、ダイオキシン前駆体類濃度および酸素濃
度に基づいて、燃焼制御を行うようにしたので、さらに
燃焼制御の信頼性を高め、ダイオキシン類等の有害ガス
を低減させることができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明にか
かる燃焼制御装置の一実施の形態について詳細に説明す
る。

【００２６】図１は、本発明にかかる一実施の形態の構
成を示す図である。この図において、ごみ焼却炉１００
は、ごみを焼却するための火格子式の焼却炉であり、一
次燃焼部１１１および二次燃焼部１１２を備えている。
一次燃焼部１１１では、火格子１１５の下方から供給さ
れる燃焼用の一次空気によりごみが燃焼する。二次燃焼
部１１２では、炉壁側から供給される燃焼用の二次空気
により一次燃焼部１１１における未燃分が燃焼する。

【００２７】ホッパ１１３には、ごみＡが順次投入され
る。フィーダ１１４は、ホッパ１１３から投入されるご
みＡを順次押し出し、一次燃焼部１１１へ投入する役目
を担っている。火格子１１５では、フィーダ１１４から
投入されたごみＡが燃焼し、燃焼物Ｂとして同図右下方
向へ揺動される。灰排出口１１６は、燃焼火格子１１５
の端部の灰Ｃを灰搬送部１１７へ排出するための排出口
である。

【００２８】ごみ焼却炉１００の炉出口１１８は、集塵
装置、減温塔、バグフィルタ、排ガス処理設備等を経て
煙突１２０へと接続されている。この炉出口１１８の近
傍には、ボイラ１１９が設けられている。燃焼空気ファ
ン１２１は、管路１４０を介して導入した新鮮空気を燃
焼空気（一次空気および二次空気）として、一次燃焼部
１１１および二次燃焼部１１２へ送り込むためのファン
である。

【００２９】燃焼空気流量調整器１２２は、燃焼空気フ
ァン１２１からの燃焼空気の流量を調節する。一次空気
管路１２３は、燃焼空気流量調整器１２２と一次燃焼部
１１１（火格子１１５）との間を接続する管路であり、
火格子１１５の近傍で５分岐されている。この一次空気
管路１２３は、燃焼空気流量調整器１２２を介して燃焼
空気ファン１２１から供給される一次空気を、燃焼火格
子１１５の下方から一次燃焼部１１１へ導く。

【００３０】一次空気流量調整弁１２４〜１２８のそれ
ぞれは、一次空気管路１２３より５分岐された一次空気
管路に設けられており、制御装置３００からの一次空気
流量調整信号Ｓ４に基づいて、一次燃焼部１１１へ供給
される一次空気の流量を調整する。

【００３１】富化酸素供給装置１２９は、富化酸素管路
１３０〜１３２を介して、一次空気管路１２３より５分
岐された一次空気管路のうち３本の一次空気管路に接続
されており、一次空気の酸素濃度を調整するための富化
酸素を供給する。富化酸素流量調整弁１３３〜１３５
は、富化酸素管路１３０〜１３２に設けられており、制
御装置３００からの富化酸素流量調整信号Ｓ５に基づい
て、富化酸素の流量を調整する。

【００３２】二次空気管路１３６は、燃焼空気流量調整
器１２２と二次燃焼部１１２との間を接続する管路であ
り、燃焼空気流量調整器１２２を介して、燃焼空気ファ
ン１２１から供給される二次空気を二次燃焼部１１２へ
導く。二次空気流量調整弁１３７は、二次空気管路１３
６に設けられており、制御装置３００からの二次空気流
量調整信号Ｓ６に基づいて、二次燃焼部１１２へ供給さ
れる二次空気の流量を調整する。

【００３３】排ガス再循環ガス管路１３８は、煙突１２
０とごみ焼却炉１００の炉内との間を接続する管路であ
り、煙突１２０からの排ガス再循環ガスを炉内へフィー
ドバックする。この排ガス再循環ガスは、二次燃焼部１
１２における燃焼ガスの攪拌に寄与している。排ガス再
循環ガス流量調整弁１３９は、排ガス再循環ガス管路１
３８に設けられており、制御装置３００からの排ガス再
循環ガス流量調整信号Ｓ７に基づいて、炉内へフィード
バックされる排ガス再循環ガスの流量を調整する。

【００３４】ダイオキシン前駆体類濃度センサ２００
は、炉出口１１８の排ガスをサンプリングして、ダイオ
キシン類の前駆物質であるクロロベンゼン類（ＣＢ
類）、クロロフェノール類（ＣＰ類）等のダイオキシン
前駆体類の濃度を測定するためのセンサである。このダ
イオキシン前駆体類濃度センサ２００は、測定結果をダ
イオキシン前駆体類濃度信号Ｓ０として、制御装置３０
０へ出力する。

【００３５】炉内温度センサ２１０は、二次燃焼部１１
２に設けられており、炉内温度（二次燃焼部温度）を測
定するためのセンサであり、例えば、熱電対センサであ
る。この炉内温度センサ２１０は、測定結果を炉内温度
信号Ｓ１として制御装置３００へ出力する。ごみ表面温
度測定器２２０は、二次燃焼部１１２の上方に設けられ
ており、ごみ（燃焼物Ｂ）の表面温度、すなわち一次燃
焼部１１１の温度を赤外線カメラを用いて測定する。

【００３６】このごみ表面温度測定器２２０は、上方か
ら二次燃焼部１１２および一次燃焼部１１１における燃
焼物Ｂを撮影するための赤外線カメラ２２１と、赤外線
カメラ２２１からの画像に基づいてごみ表面温度（一次
燃焼部１１１の温度）を演算する温度演算器２２２とを
備えている。

【００３７】ここで、ごみ表面温度測定器２２０は、ご
み表面温度（一次燃焼部１１１の温度）を測定すること
を目的としている。このことから、一実施の形態では、
ごみ表面温度の測定結果に燃焼ガス（炎Ｆ、二次燃焼部
１１２の温度）の影響を低減させ、測定精度を高めるた
めの工夫が赤外線カメラ２２１に施されている。

【００３８】具体的には、赤外線カメラ２２１には、図
２に示した３．５μｍ〜４．０μｍの波長帯域のみを通
過させるバンドパスフィルタが設けられている。同図に
おいて、３．５μｍ〜４．０μｍの波長帯域は、炎Ｆ
（燃焼ガス）に多く含まれるＨ ₂Ｏ、ＣＯ₂ に対応する
赤外線の放射量が共に、他の波長帯域の放射量に比べて
低い。

【００３９】３．５〜４．０μｍの波長域では、特性線
Ｌ１からわかるようにＣＯ₂の放射量が０近傍となる。
同様にして、特性線Ｌ２からわかるように、Ｈ₂Ｏの放
射量が０近傍となる。従って、３．５μｍ〜４．０μｍ
のバンドパスフィルタを用いた場合には、炎Ｆ（燃焼ガ
ス）の影響が受けにくくなるため、ごみ表面温度の測定
結果の精度が高まる。なお、一実施の形態において、バ
ンドパスフィルタの波長帯域は、３．５μｍ〜４．０μ
ｍが好ましい範囲であるが、この範囲に限定されること
はない。

【００４０】図１に戻り、酸素濃度センサ２３０は、煙
突１２０に設けられており、排ガスの酸素濃度を測定す
るためのセンサである。この酸素濃度センサ２３０は、
測定結果を酸素濃度信号Ｓ３として制御装置３００へ出
力する。

【００４１】制御装置３００は、ダイオキシン前駆体類
濃度信号Ｓ０〜酸素濃度信号Ｓ３に基づいてダイオキシ
ン類の発生原因を特定した後、一次空気流量調整信号Ｓ
４〜排ガス再循環ガス流量調整信号Ｓ７の組み合わせに
より、個々の発生原因に対応する燃焼制御を行い、ダイ
オキシン類の発生を低減させる装置である。

【００４２】具体的には、制御装置３００は、図３に示
した制御ロジック表３１０に基づいて燃焼制御を実行す
る。同図において、ダイオキシン前駆体類濃度は、ダイ
オキシン前駆体類濃度センサ２００（図１参照）からの
ダイオキシン前駆体類濃度信号Ｓ０から得られる。炉内
温度は、炉内温度センサ２１０からの炉内温度信号Ｓ１
から得られる。ごみ表面温度は、ごみ表面温度測定器２
２０からのごみ表面温度信号Ｓ２から得られる。酸素濃
度は、酸素濃度センサ２３０からの酸素濃度から得られ
る。

【００４３】また、制御装置３００は、上述したダイオ
キシン前駆体類濃度、ごみ表面温度、酸素濃度および酸
素濃度という４つのパラメータの状態（高、低）の組み
合わせにより都合８種類の制御を実行する。ここで、パ
ラメータの状態（高、低）は、しきい値との比較により
判定される。

【００４４】具体的には、ダイオキシン前駆体類濃度が
「高」は、ダイオキシン前駆体類濃度が、しきい値（３
０μｇ／Ｎｍ³）の状態である。ごみ表面温度が「高」
は、ごみ表面温度が、しきい値（１２００℃）以上の状
態である。一方、ごみ表面温度が「低」は、ごみ表面温
度が、しきい値（８００℃）以下の状態である。

【００４５】炉内温度が「高」は、炉内温度が、しきい
値（９５０℃）以上の状態である。一方、炉内温度が
「低」は、炉内温度が、しきい値（８５０℃）以下の状
態である。酸素濃度が「高」は、排ガスの酸素濃度が、
しきい値（１０％）以上の状態である。酸素濃度が
「低」は、排ガスの酸素濃度が、しきい値（７％）以下
の状態である

【００４６】ここで、４つのパラメータが、同図に示し
た「１」項の状態（「高」、「低」、「低」、「低」）
である場合、一次燃焼部１１１および二次燃焼部１１２
の空気不足が発生原因である。この場合、制御装置３０
０は、一次燃焼部１１１および二次燃焼部１１２におけ
る一次および二次燃焼の活性化を目的として、富化酸素
流量および二次空気流量を共に増やすための制御を実行
する。

【００４７】具体的には、制御装置３００は、富化酸素
流量調整信号Ｓ５を富化酸素流量調整弁１３３〜１３５
へ出力するとともに、二次空気流量調整信号Ｓ６を二次
空気流量調整弁１３７へ出力する。これにより、富化酸
素流量調整弁１３３〜１３５の弁開度が大きくなり、富
化酸素供給装置１２９から一次空気管路１２３へ供給さ
れる富化酸素の流量が大きくなる。このことから、一次
燃焼部１１１へ供給される一次酸素濃度が高くなり、一
次燃焼部１１１における一次燃焼が活性化する。

【００４８】一方、制御装置３００からの二次空気流量
調整信号Ｓ６が二次空気流量調整弁１３７に入力される
と、二次空気流量調整弁１３７の弁開度が大きくなり、
二次燃焼部１１２へ供給される二次空気の流量が大きく
なる。これにより、二次燃焼部１１２における二次燃焼
が活性化する。

【００４９】また、４つのパラメータが、同図に示した
「２」項の状態（「高」、「高」、「低」、「低」）で
ある場合、二次空気不足が発生原因である。この場合、
制御装置３００は、二次燃焼部１１２における二次燃焼
の活性化を目的として、二次空気流量を共に増やすため
の制御を実行する。

【００５０】具体的には、制御装置３００は、二次空気
流量調整信号Ｓ６を二次空気流量調整弁１３７へ出力す
る。この二次空気流量調整信号Ｓ６が二次空気流量調整
弁１３７に入力されると、二次空気流量調整弁１３７の
弁開度が大きくなり、二次燃焼部１１２へ供給される二
次空気の流量が大きくなる。これにより、二次燃焼部１
１２における二次燃焼が活性化する。

【００５１】また、４つのパラメータが、同図に示した
「３」項の状態（「高」、「低」、「高」、「低」）で
ある場合、一次空気不足が発生原因である。この場合、
制御装置３００は、一次燃焼部１１１における一次燃焼
の活性化を目的として、富化酸素流量を増やすための制
御を実行する。

【００５２】具体的には、制御装置３００は、富化酸素
流量調整信号Ｓ５を富化酸素流量調整弁１３３〜１３５
へ出力する。この富化酸素流量調整信号Ｓ５が富化酸素
流量調整弁１３３〜１３５に入力されると、富化酸素流
量調整弁１３３〜１３５の弁開度が大きくなり、富化酸
素供給装置１２９から一次空気管路１２３へ供給される
富化酸素の流量が大きくなる。このことから、一次燃焼
部１１１へ供給される一次酸素濃度が高くなり、一次燃
焼部１１１における一次燃焼が活性化する。

【００５３】また、４つのパラメータが、同図に示した
「４」項の状態（「高」、「高」、「高」、「低」）で
ある場合、二次空気不足が発生原因である。この場合、
制御装置３００は、二次燃焼域の酸素濃度増を目的とし
て、二次空気流量を増やすための制御を実行する。

【００５４】具体的には、制御装置３００は、二次空気
流量調整信号Ｓ６を二次空気流量調整弁１３７へ出力す
る。この二次空気流量調整信号Ｓ６が二次空気流量調整
弁１３７に入力されると、二次空気流量調整弁１３７の
弁開度が大きくなり、二次燃焼部１１２へ供給される二
次空気の流量が大きくなる。これにより、二次燃焼が活
発化する。

【００５５】また、４つのパラメータが、同図に示した
「５」項の状態（「高」、「低」、「低」、「高」）で
ある場合、空気過剰が発生原因である。この場合、制御
装置３００は、二次空気流量低減による炉内温度上昇お
よび一次燃焼部１１１における一次燃焼の活性化を目的
として、二次空気流量を減らすとともに、一次空気流量
を増やすための制御を実行する。

【００５６】具体的には、制御装置３００は、二次空気
流量調整信号Ｓ６を二次空気流量調整弁１３７へ出力す
るとともに、一次空気流量調整信号Ｓ４を一次空気流量
調整弁１２４〜１２８へ出力する。これにより、二次空
気流量調整弁１３７の弁開度が小さくなり、二次燃焼部
１１２へ供給される二次空気の流量が減る。このことか
ら、二次空気流量が低減し、炉内温度の上昇が図れる。

【００５７】一方、制御装置３００からの一次空気流量
調整信号Ｓ４が一次空気流量調整弁１２４〜１２８に入
力されると、一次空気流量調整弁１２４〜１２８の弁開
度が大きくなり、一次燃焼部１１１へ供給される一次空
気の流量が大きくなる。これにより、一次燃焼部１１１
における一次燃焼が活性化する。

【００５８】また、４つのパラメータが、同図に示した
「６」項の状態（「高」、「高」、「低」、「高」）で
ある場合、二次空気過剰が発生原因である。この場合、
制御装置３００は、二次空気流量低減による炉内温度上
昇および二次燃焼部１１２における二次燃焼の活性化を
目的として、二次空気流量を減らすための制御を実行す
る。

【００５９】具体的には、制御装置３００は、二次空気
流量調整信号Ｓ６を二次空気流量調整弁１３７へ出力す
る。これにより、二次空気流量調整弁１３７の弁開度が
小さくなり、二次燃焼部１１２へ供給される二次空気の
流量が減る。このことから、二次空気流量が低減し、炉
内温度の上昇が図れるとともに、二次燃焼部１１２にお
ける二次燃焼が活性化する。

【００６０】また、４つのパラメータが、同図に示した
「７」項の状態（「高」、「低」、「高」、「高」）で
ある場合、ごみ質悪化が発生原因である。この場合、制
御装置３００は、一次燃焼部１１１における一次燃焼の
活性化を目的として、一次空気流量を増やすための制御
を実行する。

【００６１】具体的には、制御装置３００は、一次空気
流量調整信号Ｓ４を一次空気流量調整弁１２４〜１２８
へ出力する。この一次空気流量調整信号Ｓ４が一次空気
流量調整弁１２４〜１２８に入力されると、一次空気流
量調整弁１２４〜１２８の弁開度が大きくなり、一次燃
焼部１１１へ供給される一次空気の流量が大きくなる。
これにより、ごみの乾燥が促進され、一次燃焼部１１１
における一次燃焼が活性化する。

【００６２】また、４つのパラメータが、同図に示した
「８」項の状態（「高」、「高」、「高」、「高」）で
ある場合、一次燃焼部１１１におけるごみの攪拌不足が
発生原因である。この場合、制御装置３００は、一次燃
焼部１１１におけるごみの攪拌力向上を目的として、排
ガス再循環ガス流量を増やすための制御を実行する。

【００６３】具体的には、制御装置３００は、排ガス再
循環ガス流量調整信号Ｓ７を排ガス再循環ガス流量調整
弁１３９へ出力する。この排ガス再循環ガス流量調整信
号Ｓ７が排ガス再循環ガス流量調整弁１３９に入力され
ると、排ガス再循環ガス流量調整弁１３９の弁開度が大
きくなり、二次燃焼部１１２へ供給される排ガス再循環
ガスの流量が大きくなる。これにより、二次燃焼部１１
２におけるごみの攪拌力が向上する。

【００６４】ここで、制御装置３００は、図４に示した
制御ロジック回路により、上述した制御ロジックを実行
する。同図において、比較器３２１〜３２４のそれぞれ
は、入力値ＰＶとしてのダイオキシン前駆体類濃度、ご
み表面温度、炉内温度および酸素濃度の値が入力され
る。比較器３２１〜３２４は、各入力値ＰＶと設定値Ｓ
Ｖとの比較結果を出力する。

【００６５】比較器３２１〜３２４からの各比較結果
は、リミッタ３２５〜３２８によりリミットされた後、
乗算器３２９〜３２２を経て、乗算器３４９に入力され
る。乗算器３４９の出力は、乗算器３３３、リミッタ３
３７を経由して、加算器３４１に補正値として入力され
る。加算器３４１では、補正値と一次空気流量設定値と
が加算される。ＰＩＤ制御部３４５では、加算器３４１
からの設定値ＳＶと入力値ＰＶとしての一次空気流量に
基づいて、一次空気流量調整弁１２４〜１２８をＰＩＤ
制御する。

【００６６】また、乗算器３４９の出力は、乗算器３３
４、リミッタ３３８を経由して、加算器３４２に補正値
として入力される。加算器３４２では、補正値と二次空
気流量設定値とが加算される。ＰＩＤ制御部３４６で
は、加算器３４２からの設定値ＳＶと入力値ＰＶとして
の二次空気流量に基づいて、二次空気流量調整弁１３７
をＰＩＤ制御する。

【００６７】また、乗算器３４９の出力は、乗算器３３
５、リミッタ３３９を経由して、加算器３４３に補正値
として入力される。加算器３４３では、補正値と排ガス
再循環ガス流量設定値とが加算される。ＰＩＤ制御部３
４７では、加算器３４３からの設定値ＳＶと入力値ＰＶ
としての排ガス再循環ガス流量に基づいて、排ガス再循
環ガス流量調整弁１３９をＰＩＤ制御する。

【００６８】また、乗算器３４９の出力は、乗算器３３
６、リミッタ３４０を経由して、加算器３４４に補正値
として入力される。加算器３４４では、補正値と富化酸
素流量設定値とが加算される。ＰＩＤ制御部３４８で
は、加算器３４４からの設定値ＳＶと入力値ＰＶとして
の富化酸素流量に基づいて、富化酸素流量調整弁１３３
〜１３５をＰＩＤ制御する。

【００６９】上記説明は、ダイオキシン前駆体類濃度
「高」、ごみ表面温度「低」、炉内温度「低」、酸素濃
度「低」の場合の制御ロジックであるが、他の場合も上
記４つのパラメータのしきい値及びリミッタの方向を変
更することで容易に実現できる。

【００７０】以上説明したように、一実施の形態によれ
ば、図１に示したごみ表面温度測定器２２０により、ご
み焼却炉１００におけるごみ表面温度を赤外線を介して
測定し、一方、炉内温度センサ２１０により、炉内温度
を測定するようにしたので、腐食性ガスや高温の影響を
受けることなくごみ表面温度が精度高く測定されるた
め、精度が高いごみ表面温度、炉内温度、ダイオキシン
前駆体類濃度、酸素濃度に基づく燃焼制御の信頼性を高
めることができる。

【００７１】また、一実施の形態によれば、図２に示し
たように、ごみ表面温度を計測するために燃焼ガスの影
響を受けない波長帯域の赤外線を通過させるバンドパス
フィルタを用いてごみ表面温度を測定するようにしたの
で、燃焼制御の信頼性をより高めることができる。

【００７２】また、一実施の形態によれば、図２に示し
たように、バンドパスフィルタの波長帯域を３．５〜
４．０μｍとしたので、ごみ表面温度の測定結果が最適
値となり、燃焼制御の信頼性をさらに高めることができ
る。

【００７３】以上本発明にかかる一実施の形態について
図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成例はこの
一実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を
逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれ
る。

【００７４】例えば、前述した一実施の形態において
は、図１に示したごみ表面温度測定器２２０によりごみ
表面温度を、炉内温度センサ２１０により炉内温度をそ
れぞれ得る構成について説明したが、二種類のバンドパ
スフィルタを用いて、ごみ表面温度測定器２２０にごみ
表面温度および炉内温度の双方の測定機能を持たせよう
に構成してもよい。このように構成した場合には、一つ
の測定器で二つの測定結果が得られるためコストが低減
する。

【００７５】この場合、ごみ表面温度測定器２２０は、
図５に示した構成となる。同図において、図１の各部に
対応する部分には同一の符号を付ける、バンドパスフィ
ルタ切替器２２３は、二種類のバンドパスフィルタを切
り替える。ここで、二種類のバンドパスフィルタにおい
て、一方の第１のバンドパスフィルタは、ごみ表面温度
測定用であり、例えば、図２に示した３．５μｍ〜４．
０μｍのバンドパスフィルタである。この第１のバンド
パスフィルタが赤外線カメラ２２１に装着された場合、
温度演算器２２２からは、ごみ表面温度信号Ｓ２が制御
装置３００へ出力される。

【００７６】また、二種類のバンドパスフィルタにおい
て、他方の第２のバンドパスフィルタは、炉内温度測定
用であり、例えば、図２に示した４．２μｍ〜４．８μ
ｍの波長帯域であって、ＣＯ₂、Ｈ₂Ｏ等の燃焼ガス（炎
Ｆ）に対応する赤外線の放射量が大きい波長帯域（例え
ば、４．６６μｍ）のバンドパスフィルタである。この
第２のバンドパスフィルタが赤外線カメラ２２１に装着
された場合、温度演算器２２２からは、炉内温度信号Ｓ
１が制御装置３００へ出力される。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１にかかる
発明によれば、ごみ表面温度測定手段により、ごみ焼却
炉におけるごみ表面温度を赤外線を介して測定し、一
方、炉内温度測定手段により、炉内温度を測定するよう
にしたので、腐食性ガスや高温の影響を受けることなく
ごみ表面温度が精度高く測定されるため、ごみ表面温度
および炉内温度に基づく燃焼制御の信頼性を高めること
ができるという効果を奏する。

【００７８】また、請求項２にかかる発明によれば、ご
み表面温度を計測するために燃焼ガスの影響を受けない
波長帯域の赤外線を通過させるバンドパスフィルタを用
いてごみ表面温度を測定するようにしたので、ごみ表面
温度を精度良く計測することができるという効果を奏す
る。

【００７９】また、請求項３にかかる発明によれば、バ
ンドパスフィルタの波長帯域を３．５〜４．０μｍとし
たので、ごみ表面温度の測定結果が最適値となり、ごみ
表面温度を精度良く計測することができるという効果を
奏する。

【００８０】また、請求項４にかかる発明によれば、第
１のバンドパスフィルタと第２のバンドパスフィルタと
を切り替えることにより、ごみ表面温度および炉内温度
の双方を赤外線を介して測定するようにしたので、コス
トを低減させることができるという効果を奏する。

【００８１】また、請求項５にかかる発明によれば、第
１のバンドパスフィルタの波長帯域を３．５〜４．０μ
ｍとしたので、ごみ表面温度の測定結果が最適値とな
り、ごみ表面温度を精度良く計測することができるとい
う効果を奏する。

【００８２】また、請求項６にかかる発明によれば、精
度が高いごみ表面温度、炉内温度、ダイオキシン前駆体
類濃度および酸素濃度に基づいて、燃焼制御を行うよう
にしたので、さらに燃焼制御の信頼性を高め、ダイオキ
シン類等の有害ガスを低減させることができるという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる一実施の形態の構成を示す図で
ある。

【図２】同一実施の形態におけるバンドパスフィルタの
波長帯域を説明するグラフである。

【図３】図１に示した制御装置３００で用いられる制御
ロジック表３１０を示す図である。

【図４】図１に示した制御装置３００における制御ロジ
ック回路を示す図である。

【図５】同一実施の形態の変形例におけるごみ表面温度
測定器２２０の構成を示す図である。

【図６】従来のごみ焼却炉３０の構成を示す図である。

【符号の説明】

１００ごみ焼却炉１１１一次燃焼部１１２二次燃焼部１２１燃焼空気ファン１２４〜１２８一次空気流量調整弁１２９富化酸素供給装置１３３〜１３５富化酸素流量調整弁１３７二次空気流量調整弁１３９排ガス再循環ガス流量調整弁２００ダイオキシン前駆体類濃度センサ２１０炉内温度センサ２２０ごみ表面温度測定器２２１赤外線カメラ２２２温度演算器２２３バンドパスフィルタ切替器２３０酸素濃度センサ３００制御装置

フロントページの続き (72)発明者堀家隆一横浜市中区錦町12番地三菱重工業株式会社横浜製作所内Ｆターム(参考） 3K005 QA02 QC03 3K062 CA03 CB05 CB08 DA01 DA22 DB08 DB30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ごみ焼却炉におけるごみ表面温度を赤外
線を介して測定するごみ表面温度測定手段と、炉内温度を測定する炉内温度測定手段と、前記ごみ表面温度および前記炉内温度に基づいて、燃焼
制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴とする燃焼制御装置。
【請求項２】前記ごみ表面温度測定手段は、前記ごみ
表面温度を計測するために燃焼ガスの影響を受けない波
長帯域の赤外線を通過させるバンドパスフィルタを備え
たことを特徴とする請求項１に記載の燃焼制御装置。
【請求項３】前記バンドパスフィルタの波長帯域は、
３．５〜４．０μｍであることを特徴とする請求項２に
記載の燃焼制御装置。
【請求項４】ごみ焼却炉におけるごみ表面温度および
炉内温度を赤外線を介して測定する温度測定手段と、前記ごみ表面温度および前記炉内温度に基づいて、燃焼
制御を行う制御手段とを備え、前記温度測定手段は、前記ごみ表面温度を計測するため
に燃焼ガスの影響を受けない波長帯域の赤外線を通過さ
せる第１のバンドパスフィルタと、前記炉内温度を計測
するために燃焼ガスの吸収波長帯域の赤外線を通過させ
る第２のバンドパスフィルタと、前記第１のバンドパス
フィルタと前記第２のバンドパスフィルタとを切り替え
る切替器とから構成されていることを特徴とする燃焼制
御装置。
【請求項５】前記第１のバンドパスフィルタの波長帯
域は、３．５〜４．０μｍ、前記第２のバンドパスフィ
ルタの波長帯域は、４．２〜４．８μｍであることを特
徴とする請求項４に記載の燃焼制御装置。
【請求項６】炉出口のダイオキシン前駆体類濃度を測
定するダイオキシン前駆体類濃度測定手段と、排ガスの酸素濃度を測定する酸素濃度測定手段とを備
え、前記制御手段は、前記ごみ表面温度、前記炉内温度、前
記ダイオキシン前駆体類濃度および酸素濃度に基づい
て、燃焼制御を行うことを特徴とする請求項１〜５のい
ずれか一つに記載の燃焼制御装置。