JP2006046939A - 炉の処理物供給量の計量装置および方法、ならびに炉の処理物供給設備 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易・迅速・正確に処理物重量を計量する。
【解決手段】下部開閉装置１５を閉じた状態で上部開閉装置１１を開け、下部開閉装置１５の上流側に焼却物を補給した後、上部開閉装置１１を閉じて補給を停止し、重量計測装置２０及び差圧計２１によりそれぞれ計測を行うとともに、これらの計測結果に基づき補正重量算出装置２２により補正重量を算出し、しかる後に下部開閉装置１５を開けて、塞き止めていた処理物を投入シュート１７を介してキルン３内に投入するように構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、炉の処理物供給量の計量装置および方法、ならびに炉の処理物供給設備に関するものである。

従来、例えば都市ごみ等の廃棄物の焼却においては、処理物（焼却物）をエプロンコンベヤなどによって搬送し、投入シュートを介して焼却炉内に投入して焼却していた。この場合、焼却炉内に投入する焼却物の時間当たりの重量を一定にするために、投入シュート内に設けられた開閉装置を閉じておき、焼却物を一時貯留し、貯留された焼却物の重量を計量した後、貯留された焼却物の重量が所定の重量に達した場合あるいは、予め決められた１バッチの貯留時間に達した場合に、エプロンコンベヤの運転を停止させた後、開閉装置を開き、焼却物を焼却炉内に投入していた。

一方、開閉装置部分における計量のみならず、コンベヤへの処理物供給重量も計量されており、焼却設備全体としての供給量の制御に役立てられている。

しかしながら、従来の設備では、開閉装置部分において計量される重量と、コンベヤへの処理物供給重量との間に大きな誤差を生じることがあり、管理上どちらの値が正しいのか、あるいは装置内に付着している処理物があるのではないか等、計量値の信頼性が問題となることがあった。
特開２００４−３５１６７号公報

そこで、本発明の主たる課題は、処理物重量をより正確に計量できるようにすることにある。

上記課題について本発明者らが鋭意研究したところ、開閉装置部分における計量が不正確となっていること、およびその原因が炉内圧の影響にあることが判明した。すなわち、開閉装置を閉じると、開閉装置の炉側の圧力が炉内圧と等しくなり、この圧力が開閉装置に作用する。また、炉内圧は運転状況に応じて常に変動する。この結果、開閉装置に加わる重量は変動する炉内圧に応じて軽くあるいは重くなり、不正確な計測しかできなかったのである。

本発明は、かかる知見に基づいてなされたものであって、次記のとおりの構成を有するものである。
＜請求項１記載の発明＞
炉に接続された処理物供給路に設けられた開閉装置と、開閉装置に対して加わる処理物の重量を計測する重量計測装置と、
前記処理物供給路における開閉装置の炉側の圧力と、前記処理物供給路における開閉装置の炉側と反対側の圧力との差圧を計測するための差圧計測手段とを備えた、
ことを特徴とする、炉の処理物供給量の計量装置。

（作用効果）
このように、炉の処理物供給路における開閉装置の炉側の圧力と、その反対側の圧力との差圧を計測するための差圧計測手段を備えることにより、重量測定誤差の要因である差圧を計測でき、計測される差圧を用いて重量計測結果を補正することができる。

そして、本発明の重量補正では、差圧計測が必要なだけであり、開閉装置の駆動動作といったような処理物の供給を遅延させるような動作を必要としない。よって、簡易・ローコストに導入できるだけでなく、処理物を迅速に供給する場合であっても正確な計量が可能になる。

＜請求項２記載の発明＞
前記差圧計測手段により計測される差圧に応じて、重量計測装置により計測される重量を補正した補正重量を算出する補正重量算出装置を備えた、請求項１記載の炉の処理物供給量の計量装置。

（作用効果）
このような補正重量算出装置を備えることにより、容易に補正重量を求めることができる。

＜請求項３記載の発明＞
処理物が供給される処理物補給路と、
この処理物補給路に設けられた上部開閉装置と、
炉内に連通された投入通路と、
上部開閉装置と投入通路とを気密に接続するとともに、上部開閉装置および投入通路に対して上下移動自由に構成された接続通路と、
接続通路に設けられた下部開閉装置と、
下部開閉装置に対して加わる重量を計測する重量計測装置と、
接続路内の圧力と投入通路内の圧力との差圧を計測するための差圧計測手段と、
前記重量計測装置により計測された重量値を、前記差圧計測手段により計測された接続通路内圧と投入通路内圧との差圧に応じて補正した補正重量を算出する補正重量算出装置と、を備え、
前記下部開閉装置を閉じた状態で前記上部開閉装置を開け、前記下部開閉装置の上流側に処理物を補給した後、前記上部開閉装置を閉じて、前記重量計測装置及び差圧計測手段により処理物の重量及び差圧をそれぞれ計測するとともに、これらの計測結果に基づき前記補正重量算出装置により補正重量を算出し、しかる後に前記下部開閉装置を開けて前記処理物を前記投入通路を介して炉内に投入するように構成した、
ことを特徴とする炉の処理物供給設備。

（作用効果）
本項記載の発明は、上記本発明の開閉装置における計量技術を、二重の開閉装置を有する処理物供給設備に応用した形態に係るものである。

＜請求項４記載の発明＞
前記処理物補給路に対して処理物を供給する搬送装置を有し、前記上部開閉装置及び下部開閉装置の開閉に関係なく、前記搬送装置の連続運転により処理物を前記上部開閉装置まで連続補給するように構成した、請求項３記載の炉の処理物供給設備。

（作用効果）
前述のとおり、本発明の重量補正では、差圧計測が必要なだけであり、開閉装置の駆動動作等のように処理物の投入を遅延させるような動作を必要としない利点がある。よって、本項記載のように処理物を連続補給するような場合であっても好適に使用できる。ちなみに従来は、このような連続補給は行われておらず、コンベヤを断続的に動作させていたが、１バッチあたりの処理量を少なくすることにより、本項記載のような連続運転が可能である。しかし、この場合、開閉装置における処理物重量が軽くなるため、炉内圧の影響による誤差も大きくなりやすい。よって、本発明の簡易・迅速な重量補正を組み合わせることの技術的意義は大きい。

＜請求項５記載の発明＞
処理物を、開閉装置を介して炉内に投入するにあたり、投入量を計量する方法であって、
開閉装置に対して加わる処理物の重量を計測するとともに、前記開閉装置の炉側の圧力と、前記開閉装置の炉側と反対側の圧力との差圧を計測する工程と、
この計測した差圧に応じて前記計測した重量を補正した補正重量を算出する工程と、を含む、
ことを特徴とする、炉の処理物供給量の計量方法。

（作用効果）
請求項１記載の発明と同様の作用効果が奏せられる。

以上のとおり、本発明によれば、処理物重量をより正確に計量できるようになる等の利点がもたらされる。

以下、本発明の一実施形態について、廃棄物の焼却設備への応用例に基づき詳説する。
図１は、本発明を適用した焼却設備の供給設備部分を示しており、廃棄物（処理物に相当）をコンベヤ１（搬送装置に相当）により移送し、処理物供給路２を介し、ロータリーキルン３（炉に相当）に対して投入するように構成されている。

より詳細には、コンベヤ１の先端は、上下方向に沿って延在する処理物補給シュート１０（処理物補給路に相当）に連通されており、この処理物補給シュート１０の下端部には上部開閉装置１１が設けられている。上部開閉装置１１としては、補給シュート１０を気密に塞ぐことができるものであれば特に限定されず、例えば図示のようなエアーシリンダー等の駆動装置１２により開閉駆動されるダンパの他、シャッタやバルブ等を用いることができる。上部開閉装置１１の開閉は例えばタイマー制御とすることができる。

上部開閉装置１１の出口には、伸縮管１３を介して接続シュート１４（接続通路に相当）が接続され、この接続シュート１４の下端部には下部開閉装置１５が設けられている。下部開閉装置１５は、上部開閉装置１１と同様のものを用いることができ、同様にタイマー制御とすることができる。さらに、下部開閉装置１５の出口には、伸縮管１６を介して投入シュート１７（投入通路に相当）が接続されており、この投入シュート１７がキルン３内に連通されている。したがって、投入シュート１７内は常にキルンの内圧と実質的に等しくなる。

下部開閉装置１５および接続シュート１４は、上下が伸縮管１３，１６を介して上下動自由に接続されるとともに、ロードセル等の重量計測装置２０を介して支持されており、この重量計測装置２０によって、下部開閉装置１５に対して加わる重量が計測されるように構成されている。

また、差圧計２１が設けられ、この差圧計２１から圧力計測用の計測管２１ｐ，２１ｐが接続シュート１４内および投入シュート１７内に対してそれぞれ連通されている。図示しないが、差圧計に替えて、圧力計を個々に設けて差圧を計測することもできる。

さらに、重量計測装置２０により計測される重量値、ならびに差圧計２１により計測される、接続シュート１４の内圧と投入シュート１７の内圧との差圧値は、コンピュータ等からなる補正重量算出装置２２に送信され、補正重量が自動的に算出されるように構成されている。

かくして構成された設備は、例えば図２に示すように運転することができる。すなわち、いまコンベヤ１が運転を開始した運転初期においては、タイマー制御により上部開閉装置１１および下部開閉装置１５はともに閉じられている。この両開閉装置１１，１５間内に焼却物が無い状態で、重量計測装置２０の零点設定（すなわち当該時点の重量を零に設定する）を行うとともに、差圧計２１により零点設定時の差圧（Ｐ_A）を計測する。

この後、所定時間経過するとタイマー制御により下部開閉装置１５は閉じられたまま、上部開閉装置１１のみが開けられる。これにより、上部開閉装置１１により塞き止められていた焼却物およびコンベヤ１により送り込まれる焼却物が、接続シュート１４に送り込まれ、下部開閉装置１５により塞き止められる。このとき、接続シュート１４の内圧は略大気圧であり、投入シュート１７内圧はキルン３の内圧に略等しくなっている。

この後、所定時間経過すると上部開閉装置１１が閉じられ、さらに所定時間経過すると重量計測装置２０及び差圧計２１によりそれぞれ計測が行われる。この計測結果（重量値Ｗ_M、差圧値Ｐ_B）は、補正重量算出装置２２に送信され、例えば次式により補正重量Ｗ_Aが算出される。
Ｗ_A ＝ Ｗ_M＋［（Ｐ_A−Ｐ_B）×Ｓ×Ｃ］ ・・・（１）
Ｗ_A：補正重量値（ｋｇ）
Ｗ_M：重量計測装置による計測値（ｋｇ）
Ｐ_A：重量計測装置の零点設定時の差圧（Ｐａ）
Ｐ_B：重量計測装置の計測時の差圧（Ｐａ）
Ｓ：下部開閉装置の表面積（ｍ²）
Ｃ：０．１０１９７（ｍｍＡｑ／Ｐａ）

一方、計測後、所定時間経過すると、下部開閉装置１５が開けられ、接続シュート１４内の焼却物が投入シュート１７を介してキルン３内に投入される。このとき、接続シュート１４及び投入シュート１７の内圧は、ともにキルン３の内圧に略等しくなる。以降は、この周期の繰り返しであり、上記のような差圧に基づく計測重量の補正を行うことにより、常に正確な重量値を得ることができる。この場合、補正重量算出装置２２に積算機能を設けたり、別途の記録装置を用いて補正重量算出結果を逐一記録したりすることにより、当該設備の処理量を正確に算出することができるようになる。

他方、焼却物の供給に際して、コンベヤ１は、従来のように断続運転とすることもできるが、上記供給周期を短くすることにより、上部開閉装置１１や下部開閉装置１５の開閉制御に関係なくコンベヤ１を連続運転にするのが好ましい。これにより、運転制御が簡素化するとともに、安定した定量供給が行えるようになる。

また、炉内圧が供給路内圧よりも高いと、供給路内の焼却物が発火するおそれがあるため、上記実施形態では開閉装置を二段設けて常にいずれか一方が閉状態となるように制御しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、炉内圧が高くない場合や、処理物発火のおそれがないような場合にも適用できるものである。

上記例では、重量計測装置２０の零点設定を１周期毎に行うようにしているが、設備稼働前等において炉内圧が大気圧の状態で、零点となる基準重量を計測し、これを補正重量算出装置２２に記憶させておき、設備稼働中は零点設定を行わずに、予め記憶した零点重量を基準とした重量計測を行うようにすることもできる。

本発明は、処理物をバッチ供給するような炉設備、例えば廃棄物処理設備に好適であるが、粉体供給装置や、食品製造設備、バルク供給設備等、広範な用途に適用できるものである。

本発明に係る焼却設備の供給設備部分を示す概略図である。 開閉装置の制御例を示すタイムチャートである。

符号の説明

１…コンベヤ、２…供給路、１０…補給シュート、１１…上部開閉装置、１２…シリンダ、１３…伸縮管、１４…接続シュート、１５…下部開閉装置、１６…伸縮管、１７…投入シュート、２０…重量計測装置、２１…差圧計、２２…補正重量算出装置。

Claims (5)

1. 炉に接続された処理物供給路に設けられた開閉装置と、開閉装置に対して加わる処理物の重量を計測する重量計測装置と、
   前記処理物供給路における開閉装置の炉側の圧力と、前記処理物供給路における開閉装置の炉側と反対側の圧力との差圧を計測するための差圧計測手段とを備えた、
   ことを特徴とする、炉の処理物供給量の計量装置。
2. 前記差圧計測手段により計測される差圧に応じて、重量計測装置により計測される重量を補正した補正重量を算出する補正重量算出装置を備えた、請求項１記載の炉の処理物供給量の計量装置。
3. 処理物が供給される処理物補給路と、
   この処理物補給路に設けられた上部開閉装置と、
   炉内に連通された投入通路と、
   上部開閉装置と投入通路とを気密に接続するとともに、上部開閉装置および投入通路に対して上下移動自由に構成された接続通路と、
   接続通路に設けられた下部開閉装置と、
   下部開閉装置に対して加わる重量を計測する重量計測装置と、
   接続路内の圧力と投入通路内の圧力との差圧を計測するための差圧計測手段と、
   前記重量計測装置により計測された重量値を、前記差圧計測手段により計測された接続通路内圧と投入通路内圧との差圧に応じて補正した補正重量を算出する補正重量算出装置と、を備え、
   前記下部開閉装置を閉じた状態で前記上部開閉装置を開け、前記下部開閉装置の上流側に処理物を補給した後、前記上部開閉装置を閉じて、前記重量計測装置及び差圧計測手段により処理物の重量及び差圧をそれぞれ計測するとともに、これらの計測結果に基づき前記補正重量算出装置により補正重量を算出し、しかる後に前記下部開閉装置を開けて前記処理物を前記投入通路を介して炉内に投入するように構成した、
   ことを特徴とする炉の処理物供給設備。
4. 前記処理物補給路に対して処理物を供給する搬送装置を有し、前記上部開閉装置及び下部開閉装置の開閉に関係なく、前記搬送装置の連続運転により処理物を前記上部開閉装置まで連続補給するように構成した、請求項３記載の炉の処理物供給設備。
5. 処理物を、開閉装置を介して炉内に投入するにあたり、投入量を計量する方法であって、
   開閉装置に対して加わる処理物の重量を計測するとともに、前記開閉装置の炉側の圧力と、前記開閉装置の炉側と反対側の圧力との差圧を計測する工程と、
   この計測した差圧に応じて前記計測した重量を補正した補正重量を算出する工程と、を含む、
   ことを特徴とする、炉の処理物供給量の計量方法。

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