JP2003114016A - ゴミ焼却装置 - Google Patents
ゴミ焼却装置Info
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Abstract
行いながら、排ガス中の一酸化炭素濃度を低減するゴミ
焼却装置を合理的に構成する。 【解決手段】 酸素濃度センサ28で計測される排ガス
中の酸素濃度値を予め設定された値に維持するよう二次
燃焼空気の目標供給量を設定し、かつ、この目標供給量
を第2センシングS2で計測すべく二次燃焼空気供給手
段Bを制御するフィードバック制御部31を備え、この
フィードバック制御部31での制御に基づいて設定され
る二次燃焼空気の目標供給量が第1センシング部S1で
計測した空気量に対して予め設定された比率を下回る場
合には、この目標空気量に代えて予め設定された比率以
上となるよう二次燃焼空気の目標供給量を設定する優先
制御部33を備えた。
Description
ミを焼却処理する焼却処理帯を備え、この焼却処理帯の
下方に一次燃焼空気を供給する一次燃焼空気供給手段
と、この焼却処理帯の上方の燃焼空間に二次燃焼空気を
供給する二次燃焼空気供給手段とを備え、焼却炉から排
出された排ガスの酸素濃度を検出する酸素濃度センサの
計測値に基づき二次燃焼空気供給手段を制御して、二次
燃焼空気の供給量を調節する制御手段を備えているゴミ
焼却装置に関する。
して特開2000‐130719号公報に示されるもの
が存在し、この従来の技術では、二次燃焼領域からの排
ガスの酸素濃度を検出する排ガス中酸素検出手段を備
え、この排ガス中酸素検出手段で検出される酸素濃度が
目標酸素濃度となるよう二次空気供給手段の制御を行う
よう基本的な制御形態が設定されている。
を6%に維持するよう空気量の調節を行うことによって
窒素酸化物(NOx)の発生を抑制出来ることが知られ
ており、従来からのゴミ焼却装置では排ガス中の酸素濃
度をガスセンサで計測し、その計測結果に基づいて酸素
濃度が6%より高い場合には二次燃焼空気の供給量を低
下させ、酸素濃度が6%より低い場合には二次燃焼空気
の供給量を増大するフィードバック制御系を備えていた
のである。
おいて排ガスの酸素濃度に基づいて二次燃焼空気を調節
する制御時において、排ガスに含まれる一酸化炭素の濃
度を計測したものを例に挙げると、図6に示す測定結果
が得られた。つまり、一次燃焼空気に対する二次燃焼空
気の比率が高い状態では一酸化炭素の濃度が低い値に維
持されるものの、一次燃焼空気に対する二次燃焼空気の
比率が低下するに伴い一酸化炭素の濃度が増加する傾向
となり、特に、一次燃焼空気に対する二次燃焼空気の比
率が40%を下回る状況では一酸化炭素濃度が急激に上
昇するものとなる。
燃焼空気の供給量の調節を行うものでは、焼却炉内で燃
焼が活発な場合には排ガスの酸素濃度が低下するので、
二次燃焼空気の量を増加させる制御を行うことで燃焼を
促進するものとなり、これとは逆に、焼却炉内で焼却物
の焼却が充分に進んだ場合に排出ガスの酸素濃度が増大
するので、二次燃焼空気の量を低減することで炉内温度
を低下させる不都合を解消し、無駄な供給を抑制するも
のとなる。これが正常な燃焼時における適正な制御であ
る。しかし、例えば、ストーカ式の焼却炉のように段階
的に配置されたストーカによって焼却物が供給されるも
のでは、燃焼を行うストーカに対して多量の焼却物が崩
れ落ちるように一度に供給されることもあり、このよう
な状況が発生すると、燃焼が滞り排出ガスの酸素濃度が
上昇することになり、二次燃焼空気を必要とするに拘わ
らず二次燃焼空気の供給量が低下し、この結果、一酸化
炭素の量が増大していたのである。
調節で燃焼の制御を行いながら、排ガス中の一酸化炭素
濃度を低減するゴミ焼却装置を合理的に構成する点にあ
る。
ゴミ焼却装置の特徴、作用・効果は次の通りである。 〔特徴〕焼却炉の内部にゴミを焼却処理する焼却処理帯
を備え、この焼却処理帯の下方に一次燃焼空気を供給す
る一次燃焼空気供給手段と、この焼却処理帯の上方の燃
焼空間に二次燃焼空気を供給する二次燃焼空気供給手段
とを備え、焼却炉から排出された排ガスの酸素濃度を検
出する酸素濃度センサの計測値に基づき二次燃焼空気供
給手段を制御して、二次燃焼空気の供給量を調節する制
御手段を備えているゴミ焼却装置において、前記一次燃
焼空気供給手段で供給される単位時間あたりの空気量を
計測する第1センシング部と、前記二次燃焼空気供給手
段で炉内に供給される単位時間あたりの空気量を計測す
る第2センシング部とを備え、前記制御手段は、排ガス
の酸素濃度値が予め設定された目標値に維持されるよう
二次燃焼空気の目標供給量を設定し、かつ、この目標供
給量を前記第2センシングで計測すべく前記二次燃焼空
気供給手段を制御するフィードバック制御部を備えると
共に、このフィードバック制御部での制御に基づいて設
定される二次燃焼空気の目標供給量が第1センシング部
で計測した空気量に対して予め設定された比率を下回る
場合には、この目標空気量に代えて前記予め設定された
比率以上となるよう前記二次燃焼空気の目標供給量を設
定する優先制御部を備えている点にある。
ドバック制御部は酸素濃度センサの計測値に基づいて二
次燃焼空気の目標供給量を設定し、この目標供給量の二
次燃焼空気を供給するよう二次燃焼空気供給手段を制御
するものとなる。この制御時において第1センシング部
で計測される一次燃焼空気の供給量に対する、二次燃焼
空気の目標供給量の比率が、予め設定された比率を低下
する場合には、優先制御部が前記目標供給量に代えて、
予め設定された比率以上となるよう二次空気の目標供給
量を設定する。つまり、設定比率以上の二次燃焼空気を
供給することによって、炉内における酸素濃度の低下を
抑制すると同時に、二次燃焼空気の供給により一酸化炭
素の低減に有効な撹拌効果を期待でき、この撹拌効果に
よって二次燃焼空気と一酸化炭素との接触の機会を増大
して、一酸化炭素の酸化を促進するものとなる。その結
果、燃焼時に供給される二次燃焼空気の供給量を必要以
上に大きく低下させる不都合を解消して排ガス中の一酸
化炭素の量の増大を阻止し得るものとなった。
徴、作用・効果は次の通りである。 〔特徴〕請求項1記載のゴミ焼却装置において、前記焼
却炉の炉内温度を計測する温度センサを備え、前記一次
燃焼空気を加熱する空気加熱手段を備えると共に、温度
センサで計測される温度が、予め設定された温度領域ま
で低下した場合に、空気加熱手段によって一次燃焼空気
の温度上昇を図る一次燃焼空気温調節部を備えている点
にある。
ンサで計測した焼却炉の炉内温度が予め設定された温度
領域まで低下した場合には、空気加熱手段で一次燃焼空
気の加熱を行うことより、炉内温度の低下を抑制して燃
焼を促進する。その結果、炉内温度を焼却に適した温度
に維持して最適な温度でゴミの焼却を行えるものとな
る。
に基づいて説明する。図1に示すように、ゴミピット
(図示せず)に集積されたゴミを掴み上げるクレーンを
構成するバケット1と、このバケット1で掴み上げたゴ
ミが投入されるホッパー2と、このホッパー2に投入さ
れたゴミを焼却炉3の炉内に押し込む形態で投入するプ
ッシャ機構4と、炉内に投入されたゴミを搬送しながら
焼却を行うストーカ式の焼却処理帯5と、この焼却処理
帯5からの焼却灰を回収する灰ピット6とを備えると共
に、炉内で発生した熱を回収する廃熱ボイラ7から蒸気
が供給される蒸気タービン8、及び、この蒸気タービン
8で駆動される発電機9を備え、又、この焼却炉3から
の排ガスをバグフィルター等を有する排ガス処理機構1
0で処理した後、煙突11から排出するゴミ焼却装置が
構成されている。
らの蒸気は、焼却炉3からの排ガスを送る煙道に配置さ
れた蒸気加熱器での加熱によって乾燥蒸気化した状態で
蒸気溜めに貯留するものとなっており、この蒸気溜めか
らの蒸気を前記蒸気タービン8に供給して前記発電機9
の駆動を行った後に、復水して最終的には廃熱ボイラ7
に戻すよう蒸気サイクルが構成されている。又、蒸気溜
めに貯留した蒸気を、空気加熱手段としての空気予備加
熱器14に送って燃焼用の空気の加熱を行う蒸気供給系
を備えている。
方向の上手位置(プッシャ機構4の側)に配置され、供
給されたゴミを乾燥させ着火点近くまで加熱する乾燥処
理帯5aと、乾燥ゴミを燃焼させる燃焼処理帯5bと、
燃焼したゴミを灰化させる後燃焼処理帯5cとを、搬送
方向に沿って配置すると共に、搬送方向の下手側ほど低
いレベルとなるよう夫々を階段状に配置して成り、夫々
の処理帯5a、5b、5cの下方に対して空気を供給す
る一次燃焼空気供給手段Aと、前記焼却処理帯5の上方
空間位置の焼却炉3の内部に空気を供給する二次燃焼空
気供給手段Bとを備えている。
の固定火格子と、固定火格子に対して摺動自在な可動火
格子とを備えると共に、油圧シリンダ(図示せず)の作
動により可動火格子を固定火格子に対して往復摺動させ
て焼却処理帯上のゴミを乾燥処理帯5a、燃焼処理帯5
b、後燃焼処理帯5c夫々の方向に順次移送しながらゴ
ミの撹拌を行うよう構成されている。そして、後燃焼処
理帯5cで灰化したゴミは灰押し機構12の部位に落下
し、灰出しコンベア13によって前記灰ピット6に搬送
集積される。
加熱器14で加熱した後に前記一次燃焼空気供給手段A
と二次燃焼空気供給手段Bとに対して分岐して供給する
よう構成されている。具体的には、ブロワ15から送り
出される空気を空気予備加熱器14に送る主流路16
と、この主流路16から分岐して空気を送り、空気予備
加熱器12の下流部位に合流するバイパス流路17とを
形成し、この主流路16に流通する空気量を制御する主
ダンパ18を備え、バイパス流路17に流通する空気量
を制御する副ダンパ19を備え、空気予備加熱器14の
下流側の主流路16に対して流通する空気の温度を計測
するようサーミスタや熱電対で成る主温度センサTmを
備えている。
供給手段Aを構成する第1流路21と、二次燃焼空気供
給手段Bを構成する第2流路22と空気を分岐する分岐
部を形成してある。第1流路21の下手側には前記夫々
の処理帯5a、5b、5cの下方に配置した風箱23に
空気を導くように複数の第1分配路24を分岐により形
成してあり、夫々の第1分配路24に対して空気の流量
を計測する第1流量センサF1と、空気の流量を制御す
る第1ダンパD1とを備えている。そして、この第1分
配路24に供給された空気は風箱23から処理帯5a、
5b、5cを上方に通過することによりゴミの燃焼を促
進する。
流路22に流れる空気量を制御する2次用ダンパDs
と、この第2流路に流れる空気量を計測する2次用流量
センサFsとを備えると共に、この第2流路22からの
空気を前記焼却炉3の内部に対して形成した複数の供給
孔に供給するよう第2分配路25を分岐により形成して
あり、夫々の第2分配路25に対して空気の流量を制御
する第2ダンパD2を備えている。そして、この第2分
配路25に対して供給された空気は供給孔から炉内に送
り込まれ、風圧によって炉内の撹拌を行いながら燃焼を
促進するものとなる。
8、副ダンパ19、複数の第1ダンパD1、2次用ダン
パDs、複数の第2ダンパD2夫々は油圧シリンダ、あ
るいは、電動モータの駆動力によって任意の開度に設定
して風量を調節自在に構成されている。又、第1流量セ
ンサF1、2次用流量センサFs夫々は羽車式や、渦式
や、ピトー管式を用いることで単位時間内の空気の流量
を電気信号として出力するよう構成されている。
1と、空気予備加熱器14との系を併せて構成され、前
記二次燃焼空気供給手段Bは第2流路22と、空気予備
加熱器14との系を併せて構成されている。そして、一
次燃焼空気供給手段Aで供給する空気量を調節する場合
には、複数の第1分配路21夫々に備えた第1流量セン
サF1からの計測値のフィードバックを行いながら、第
1分配路21に備えた第1ダンパD1の制御によって一
次燃焼空気の供給量を調節するものとなっており、この
ように調節が行われる際には、夫々の第1分配路21に
設定される流量を目標とする比率に維持する制御を実行
して、複数の第1分配路21夫々に供給する空気の流量
を同時に調節するものとなっている。
気量を調節する場合には、2次用流量センサFsからの
計測値のフィードバックを行いながら前記2次用ダンパ
Dsの制御によって二次燃焼空気の供給量を調節するも
のとなっており、第2分配路25に備えた第2ダンパD
2の制御によって焼却炉3の内部に送り込まれる二次燃
焼空気の供給比率の設定を行うものとなっている。そし
て、このようにフィードバック制御によって空気量の調
節を行う場合、複数の第1分配路24に単位時間内に送
られる空気量の総和、つまり、複数の第1流量センサF
1で単位時間内に計測される流量の総和を一次燃焼空気
供給手段Aで送られる空気量として求めることが可能で
あり、このように空気の流量を求める系を第1センシン
グ部S1と称し、又、2次用流量センサFsで単位時間
内に計測される流量を二次燃焼空気供給手段Bで送られ
る空気量として求めることが可能であり、このように空
気の流量を求める系を第2センシング部S2と称する。
う際に、目標温度が設定された場合には、主温度センサ
Tmで計測される温度信号のフィードバックを行いなが
ら、主ダンパ18の制御と副ダンパ19との制御とによ
り、主流路16から送られる加熱された空気と、バイパ
ス流路17に送られる常温の空気との混合比の調節で目
標温度の空気を得るよう制御が行われる。そして、この
空気予備加熱器14を備えて空気の加熱を行う系を空気
加熱部Cと称する。
体式等の酸素濃度センサ28と、前記焼却炉2の炉出口
位置に排ガス温度を計測する熱電対式等のガス温度セン
サ29とを備え、このゴミ焼却炉では、酸素濃度センサ
28の計測結果に基づいて二次燃焼空気の供給量を調節
し、かつ、ガス温度センサ29の計測結果に基づいて一
次燃焼空気の温度の調節を行う(連動して二次燃焼空気
の温度も変化する)制御装置30を備えている。
セッサや半導体メモリや情報のアクセスを可能にするイ
ンタフェース等を備えて成り、図2に示すように、この
制御装置30に対してハードウエア又はソフトウエア、
あるいは、ハードウエアとソフトウエアとの組合わせで
成るフィードバック制御部31と、一次燃焼空気温度調
節部32と、フィードバック制御部31の制御に優先し
て制御を行う優先制御部33とを備えると共に、フィー
ドバック制御部31に対して制御目標とする酸素濃度値
を与える目標濃度設定部34と、優先制御部33に対し
て比率情報を与える比率設定部35と、一次燃焼空気温
調節部32に対して情報を与えるテーブル部36とを備
えて成っている。この制御装置30には酸素濃度センサ
28からの計測信号、前記第1センシング部S1からの
信号、第2センシング部S2からの信号、温度センサ2
9からの信号が入力する入力信号系が形成されると共
に、前記二次燃焼空気供給手段Bを制御する信号を出力
する出力信号系と、前記空気予備加熱器14を有して成
る空気加熱部C(空気加熱手段の一例)を制御する出力
信号系とが形成されている。
御ルーチンが設定され、この制御では、酸素濃度センサ
28で炉出口の酸素濃度を計測し、第1センシング部S
1で一次燃焼空気の単位時間の供給量を取得する処理を
行い、酸素濃度センサ28で計測される酸素濃度と、予
め設定された目標濃度として設定された6%とを比較演
算(減算)して偏差を求め、この偏差、この偏差の単位
時間内の積分値、及び、この偏差の単位時間内の微分値
に基づいてPID制御を行うことにより、酸素濃度セン
サ28で計測される酸素濃度が6%となるよう、二次燃
焼空気の単位時間の目標供給量を設定する(#1〜#3
ステップ)。以上の制御が前記フィードバック制御部3
1での処理である。
一次燃焼空気量との比率を演算してして求め、この目標
供給量の一次燃焼空気に対する比率が「0.4」以上で
ある場合には、2次用ダンパDsを制御して#3ステッ
プで設定された目標供給量の二次燃焼空気の供給を行
い、目標供給量の一次燃焼空気に対する比率が「0.
4」未満である場合には、#3ステップで設定した目標
供給量に代えて、一次燃焼空気量の0.4倍となる値を
目標供給量に設定し、2次用ダンパDsを制御して二次
燃焼空気の供給を行う処理が行われる(#4〜#8ステ
ップ)。このように酸素濃度センサ28の計測結果に基
づいて設定した目標供給量に代えて新たに目標供給量を
設定して二次燃焼空気の供給を行う処理が前記優先制御
部33の処理である。
の比率が「0.4」以上となるよう制御形態を設定した
場合には、図5に示すように二次燃焼空気の供給量が調
節されると共に、排ガスに含まれる一酸化炭素の濃度を
極めて低い値に維持することが実験により確認されてい
る。
いて炉出口の温度を取得し、この温度に基づいてテーブ
ル部36のテーブルデータを参照して、一次燃焼空気の
目標温度を設定し、この温度を前記主温度センサTmで
計測するようフィードバック制御を行いながら複数の第
1ダンパD1を制御して一次燃焼空気の温度を設定し、
これらの制御を処理が終了するまで反復して継続するよ
うになっている(#8〜#10ステップ)。この一次燃
焼空気の調節を行う処理が前記一次燃焼空気温調節部3
2による処理である。
ブルデータが設定され、このテーブル部36では、ガス
温度センサ29で計測される排ガスの温度が850℃未
満、及び、850℃〜880℃にある場合には、昇温制
御を行い、950℃以上、及び、880℃〜950℃に
ある場合には、降温制御を行うようデータが設定されて
いる。
酸素濃度を6%とするよう制御目標を設定し、排ガスに
含まれる酸素濃度が制御目標に維持されるよう酸素濃度
センサ28からのフィードバック情報に基づいて二次燃
焼空気の供給を行うフィードバック制御部31を備え、
このフィードバック制御部31での制御において、単位
時間内に供給すべき二次燃焼空気の目標供給量が、単位
時間内に供給される一次燃焼空気量に対して0.4を下
回る場合には(0.4未満となる場合には)、優先制御
部33が、一次燃焼空気に対する二次燃焼空気の比率を
0.4に設定して供給を行うことにより、焼却炉3の内
部において二次燃焼空気が不足する状況に陥る不都合を
解消して、排ガス中の一酸化炭素の濃度の上昇を抑制で
きるものにしている。又、ガス温度センサ29の計測結
果と、テーブル部36とのテーブルデータとに基づいて
一次燃焼空気の温度を高い値に維持する制御を行うの
で、炉内温度の低下を抑制して高温でゴミの焼却を促進
するものとなっている。
以外に、例えば、ガス温度センサ29を焼却炉3の内部
の複数箇所に配置し、その平均値を求める等の処理によ
り、焼却炉3の温度として出力するよう構成することが
可能であり、又、ガス温度センサ29の計測値に基づい
て一次燃焼空気の温度制御を行う際に、目標温度を設定
し、その温度とガス温度センサ29との偏差に基づいて
空気加熱器Cでの加熱を行うよう、フィードバック型の
制御系を構成することが可能である。
フ化した図
化した図
Claims (2)
- 【請求項1】 焼却炉の内部にゴミを焼却処理する焼却
処理帯を備え、この焼却処理帯の下方に一次燃焼空気を
供給する一次燃焼空気供給手段と、この焼却処理帯の上
方の燃焼空間に二次燃焼空気を供給する二次燃焼空気供
給手段とを備え、焼却炉から排出された排ガスの酸素濃
度を検出する酸素濃度センサの計測値に基づき二次燃焼
空気供給手段を制御して、二次燃焼空気の供給量を調節
する制御手段を備えているゴミ焼却装置であって、 前記一次燃焼空気供給手段で供給される単位時間あたり
の空気量を計測する第1センシング部と、前記二次燃焼
空気供給手段で炉内に供給される単位時間あたりの空気
量を計測する第2センシング部とを備え、 前記制御手段は、排ガスの酸素濃度値が予め設定された
目標値に維持されるよう二次燃焼空気の目標供給量を設
定し、かつ、この目標供給量を前記第2センシングで計
測すべく前記二次燃焼空気供給手段を制御するフィード
バック制御部を備えると共に、このフィードバック制御
部での制御に基づいて設定される二次燃焼空気の目標供
給量が第1センシング部で計測した空気量に対して予め
設定された比率を下回る場合には、この目標空気量に代
えて前記予め設定された比率以上となるよう前記二次燃
焼空気の目標供給量を設定する優先制御部を備えている
ゴミ焼却炉。 - 【請求項2】 前記焼却炉の炉内温度を計測する温度セ
ンサを備え、前記一次燃焼空気を加熱する空気加熱手段
を備えると共に、温度センサで計測される温度が、予め
設定された温度領域まで低下した場合に、空気加熱手段
によって一次燃焼空気の温度上昇を図る一次燃焼空気温
調節部を備えている請求項1記載のゴミ焼却装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001309911A JP3888870B2 (ja) | 2001-10-05 | 2001-10-05 | ゴミ焼却装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2003114016A5 JP2003114016A5 (ja) | 2005-06-09 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105674281A (zh) * | 2016-03-21 | 2016-06-15 | 安徽未名生物环保有限公司 | 一种燃料自供应型垃圾处理方法 |
CN105716084A (zh) * | 2016-03-21 | 2016-06-29 | 安徽未名生物环保有限公司 | 一种自控型气体循环利用垃圾处理方法 |
CN105757677A (zh) * | 2016-03-21 | 2016-07-13 | 安徽未名生物环保有限公司 | 一种具有多重气体循环的智能垃圾处理系统 |
-
2001
- 2001-10-05 JP JP2001309911A patent/JP3888870B2/ja not_active Expired - Lifetime
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CN105757677A (zh) * | 2016-03-21 | 2016-07-13 | 安徽未名生物环保有限公司 | 一种具有多重气体循环的智能垃圾处理系统 |
CN105757677B (zh) * | 2016-03-21 | 2018-05-08 | 安徽未名生物环保有限公司 | 一种具有多重气体循环的智能垃圾处理系统 |
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