JP2013096103A - アスファルト舗装廃材再生用ドライヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 排ガスの一部をバーナの二次燃焼用空気として利用し、かつバーナを安定燃焼させながらも燃焼用空気供給ファンより供給する燃焼用空気量を極力減じることによって、排ガス量を削減して省エネを図るアスファルト舗装廃材再生用ドライヤを提供する。
【解決手段】 排ガスを循環する循環ダクト１１を燃焼室４の入口側に接続して排ガス中の残存酸素をバーナ５の二次燃焼用空気として利用する。燃焼室４の出口側には燃焼ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度計１４を備える。そして、バーナ燃焼制御器１５では、酸素濃度計１４にて検出する酸素濃度を逐次取り込み、予め設定したバーナ完全燃焼時の燃焼ガス中の残存酸素の目安濃度である目標酸素濃度となるように、燃焼用空気供給ファン１６の送風量を調整制御し、燃焼用空気を余分に供給しないようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、道路工事等により発生するアスファルト舗装廃材を加熱再生可能なアスファルト舗装廃材再生用ドライヤに関する。

従来、道路工事等により発生するアスファルト舗装廃材（以下「廃材」という）を加熱再生処理するアスファルト舗装廃材再生用ドライヤでは、例えば特許文献１（特開２０１０−２８１１１７号公報）に示されるように、残存酸素を含む排ガスの一部をバーナの燃焼用空気として利用するために、排気ダクトを分岐させて排ガスの一部を循環させる分岐ダクトをバーナ先端のスロートに連結し、排ガスの一部をバーナのスロートに二次燃焼用空気として送り込むようにしている。

そして、バーナ燃焼制御器では、燃焼量と燃焼用空気供給ファンの送風量（一次燃焼用空気量）を制御してバーナを燃焼させるが、一次燃焼用空気として導入させる送風量は、バーナの燃焼に必要な空気量（空気比で約１．２程度）を全てまかなうものではなく、例えば空気比で約０．６程度の空気量に抑える一方、バーナの燃焼に必要な残りの空気量は、分岐ダクトの排風機の送風量を制御して空気比で約０．６相当量の排ガス（二次燃焼用空気）をバーナ先端のスロート内に導入させて燃焼用空気を確保するようにしており、これによって排ガス量を削減し、燃費の向上と集塵機等の負荷の低減を図るようにしている。

特開２０１０−２８１１１７号公報

しかしながら、従来装置では、バーナに供給する燃焼用空気供給ファンの送風量を空気比１以下に固定しながら、不足する空気量として残存酸素を含む排ガスを二次燃焼用空気として利用するので、燃焼用空気供給ファンの送風量は設定された空気比で固定されたものとなり、その空気比に見合った排ガス量しか減少することができない。また、排ガス中の酸素濃度が装置の運転状態によって変動すること、また排ガスの残存酸素が二次燃焼用空気としてどの程度有効に消費されているかが不明なこと、等の不確定な要素を考慮すると、バーナの安定燃焼を維持するには、燃焼用空気供給ファンの送風量である空気比を余り小さくすることはできず、排ガス量の削減にも限界がある。

本発明は上記の点に鑑み、排ガスの一部をバーナの二次燃焼用空気として利用し、かつバーナを安定燃焼させながらも燃焼用空気供給ファンより供給する燃焼用空気量を極力減じることによって、排ガス量を削減して省エネを図るようにしたアスファルト舗装廃材再生用ドライヤを提供することを課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る請求項１記載のアスファルト舗装廃材再生用ドライヤでは、回転自在に傾斜支持したドラムの一端側に燃焼室を介して熱風供給用のバーナを備えると共に、該バーナの燃焼量に応じて燃焼用空気供給ファンの送風量を制御するバーナ燃焼制御器を備え、該バーナ燃焼制御器にてバーナを燃焼制御しながら燃焼室内に火炎を形成し、燃焼室内から導出する燃焼ガスをドラム内に供給してアスファルト舗装廃材を加熱し、ドラムの他端側の排気ダクトから排ガスを導出するように構成したアスファルト舗装廃材再生用ドライヤにおいて、前記排気ダクトを途中で分岐して排ガス中の残存酸素をバーナの二次燃焼用空気として利用できるように前記燃焼室の入口側に接続した循環ダクトと、前記燃焼室の出口側に燃焼ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度計とを備え、前記バーナ燃焼制御器には、燃焼室内にてバーナを完全燃焼させたときの燃焼ガス中の残存酸素の目安濃度を目標酸素濃度として予め設定しておき、前記酸素濃度計にて検出される燃焼ガス中の酸素濃度が前記目標酸素濃度に維持されるように燃焼用空気供給ファンの送風量を調整して燃焼用空気を余分に供給しない構成としたことを特徴としている。

また、請求項２記載のアスファルト舗装廃材再生用ドライヤでは、前記バーナ燃焼制御器には、バーナを安定燃焼させるのに最低限必要な燃焼用空気供給ファンの送風量を燃焼量毎に下限送風量として設定しておき、燃焼用空気供給ファンの送風量が下限送風量を下回らないように制御する構成としたことを特徴としている。

本発明に係る請求項１記載のアスファルト舗装廃材再生用ドライヤによれば、排気ダクトを途中で分岐して排ガス中の残存酸素をバーナの二次燃焼用空気として利用できるように前記燃焼室の入口側に接続した循環ダクトと、前記燃焼室の出口側に燃焼ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度計とを備え、バーナ燃焼制御器には、燃焼室内にてバーナを完全燃焼させたときの燃焼ガス中の残存酸素の目安濃度を目標酸素濃度として予め設定しておき、前記酸素濃度計にて検出される燃焼ガス中の酸素濃度が前記目標酸素濃度に維持されるように燃焼用空気供給ファンの送風量を調整して燃焼用空気を余分に供給しない構成としたので、二次燃焼用空気として利用する排ガスの酸素濃度が変動しても、また排ガスの残存酸素が二次燃焼用空気としてどの程度有効に消費されているかが不明でも、燃焼室の出口側の燃焼ガスの酸素濃度によって燃焼用空気供給ファンの送風量をフィードバック制御するために、バーナを安定燃焼させながらも燃焼用空気供給ファンより供給する燃焼用空気量を極力減じることができ、これによって排ガス量を削減できて燃費の向上を図れると共に、集塵機等の負荷の低減を図ることができる。

また、請求項２記載のアスファルト舗装廃材再生用ドライヤによれば、前記バーナ燃焼制御器には、バーナを安定燃焼させるのに最低限必要な燃焼用空気供給ファンの送風量を燃焼量毎に下限送風量として設定しておき、燃焼用空気供給ファンの送風量が下限送風量を下回らないように制御する構成としたので、燃焼用空気供給ファンの送風量不足によるバーナの燃焼不良や失火等の不具合を確実に回避でき、安定したバーナ燃焼の維持が可能となる。

本発明に係るアスファルト舗装廃材再生用ドライヤの一実施例を示す概略説明図である。 バーナ燃焼量（％）に対する燃料供給量、燃焼用空気供給ファンの送風量、目標酸素濃度の関係を表した制御マップである。

本発明に係るアスファルト舗装廃材再生用ドライヤにあっては、排気ダクトを途中で分岐した循環ダクトを燃焼室の入口側に接続し、排ガスの保有熱の有効利用と共に、排ガス中の残存酸素をバーナの火炎根本に吹き込んで二次燃焼用空気として利用できるようにしている。また、前記燃焼室の出口側のバーナの火炎終端付近には、燃焼ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度計を備える。なお、排ガス中には、回転体であるドラムの両端部の隙間や廃材投入口の開口部等から吸い込む外気の混入によって、約１０〜１５％程度の残存酸素を含んでおり、これはバーナ燃焼の二次燃焼用空気として十分に利用できる数値となっている。

また、バーナの燃焼量に応じて燃焼用空気供給ファンの送風量を制御するバーナ燃焼制御器には、燃焼室内でバーナを完全燃焼させたときの燃焼ガス中の残存酸素の目安濃度を目標酸素濃度として予め設定しておき、前記酸素濃度計にて検出される燃焼ガス中の酸素濃度が前記目標酸素濃度に維持されるように燃焼用空気供給ファンの送風量を調整制御できる構成とする。なお、前記目標酸素濃度は、排ガス中の残存酸素量が変動すること、また排ガス中の残存酸素が二次燃焼用空気としてどの程度有効に消費されているかが不明なこと、等の不確定な要素を考慮し、燃焼テスト等を参考にしながら適宜決定すれば良く、例えば約７〜９％程度に設定すると良い。

また、前記燃焼用空気供給ファンの送風量の調整時に、送風量が絞られてバーナ燃焼に必要な酸素は供給されるものの、送風量が少なくてバーナ火炎が適正に維持されなくなる可能性があることを考慮し、前記バーナ燃焼制御器には、バーナを安定燃焼させるのに最低限必要な燃焼用空気供給ファンの送風量を燃焼量毎に下限送風量として予め設定しておき、燃焼用空気供給ファンの送風量が下限送風量を下回らないように制御する。

そして、上記構成のアスファルト舗装廃材再生用ドライヤにて廃材を加熱再生するときには、排ガスの一部を循環ダクトを介して燃焼室の入口側（バーナ側）に循環供給しながらバーナを燃焼させる。バーナ燃焼制御器では、温度センサーによって検出する排ガス温度や加熱廃材温度を取り込みながら、バーナの燃焼量を増減させると共に、これに連動させて燃焼用空気供給ファンの送風量を制御する。

また、バーナ燃焼制御器では、燃焼室の出口側に備えた酸素濃度計にて検出した排ガス中の酸素濃度を取り込み、検出した酸素濃度と予め設定した目標酸素濃度を比較し、その差値量に基づいて燃焼用空気供給ファンの送風量を微調整する。これによって、燃焼用空気供給ファンの送風量は、通常の送風量よりも絞られ、余分な燃焼用空気を供給しないように抑えられる。

また、バーナ燃焼制御器では、燃焼用空気供給ファンの送風量を絞る方向に制御するとき、予め設定した下限送風量に到達すると、それ以上に送風量を絞らずに下限送風量を維持するように制御し、バーナを安定燃焼させる。

このように、排ガスの一部をバーナ火炎を形成する燃焼室の入口側に循環供給して二次燃焼用空気として利用し、燃焼室の出口側の燃焼ガスの酸素濃度を予め設定した目標酸素濃度に維持するように燃焼用空気供給ファンの送風量を調整制御するので、バーナを安定燃焼させながらも燃焼用空気供給ファンより供給する送風量を極力減じることができ、これによって排ガス量を削減できて省エネ化を図れる。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

図中の１はアスファルト舗装廃材再生用ドライヤであって、内周部に多数の掻き上げ羽根（図示せず）を周設した円筒状のドラム２を機台（図示せず）上に回転自在に傾斜支持し、駆動用モータ（図示せず）にて所定速度で回転させるようにしている。また、ドラム２一端側のホットホッパ３には燃焼室４を介してバーナ５を備えており、該バーナ５によって燃焼室４内に火炎を形成しながらドラム２内に熱風を供給する一方、ドラム２他端側のコールドホッパ６に連結した排気ダクト７の下流に介在させた排風機８にて吸引することによりドラム２内を通過する高温ガス流を維持している。

前記ドライヤ１の近傍には廃材を貯蔵する廃材貯蔵ホッパ（図示せず）を設置しており、該廃材貯蔵ホッパから払い出される廃材をベルトコンベヤ９を介してドラム２内に供給し、廃材がドラム２内を転動流下する間に高温ガス流と接触させて所望温度まで加熱させ、コールドホッパ６下部の排出口より順次排出させる。また、前記排気ダクト７の下流には集塵機（図示せず）や脱臭炉（図示せず）等を備えていると共に、その下流端は風量調整ダンパー１０と排風機８とを介して煙突（図示せず）に連結しており、前記集塵機や脱臭炉にて清浄化した排ガスを煙突から大気中に放出させるようにしている。

１１は排気ダクト７の途中から分岐させた循環ダクトであって、該循環ダクト１１の他端部を燃焼室４の入口側に接続していると共に、循環ダクト１１の途中には風量調整ダンパー１２と排風機１３とを備えており、ドラム２より導出される排ガスの一部を循環ダクト１１を介して燃焼室４に形成されるバーナ火炎の根本付近へ循環供給させるようにしている。また、燃焼室４の出口側のバーナ火炎の終端付近には燃焼ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度計１４を備えている。なお、燃焼室４とバーナ５の連結部は密閉されていて燃焼室４内への外気の侵入がないので、燃焼室４の出口側の燃焼ガス中の酸素濃度を測定することで、バーナ燃焼に要する酸素量の過不足等の燃焼状況を比較的正確に把握することができる。

１５は加熱廃材温度や排ガス温度に基づいてバーナ５の燃焼量と燃焼用空気供給ファン１６の送風量を制御するバーナ燃焼制御器であって、各種センサ類からの検出値や各機器への制御信号等を入出力する入出力部１７と、制御用の各種設定値を登録する設定記憶部１８と、これら各種の検出値や設定値等を基に各種制御を実行する制御部１９とを主体に構成している。

前記バーナ燃焼制御器１５では、コールドホッパ６下部の排出口に備えた骨材温度計２０にて逐次検出される加熱廃材温度や、排気ダクト７に備えた排ガス温度計２１にて逐次検出される排ガス温度を取り込み、それら検出値に基づいてコントロールモータ２２を介して燃料供給弁２３の開度、即ち燃料供給量を調整してバーナ燃焼量を制御すると共に、このバーナ燃焼量に応じてコントロールモータ２４を介して燃焼用空気供給ファン１６の送風量調整ダンパー２５の開度を調整して燃焼用空気量を調整している。

また、バーナ燃焼制御器１５の設定記憶部１８には、燃焼室４内にて循環ダクト１１から排ガスを二次燃焼用空気として循環供給しながら、バーナ５を完全燃焼させたときの燃焼ガス中の残存酸素の目安濃度を目標酸素濃度として予め設定しておく。目標酸素濃度は、例えば、図２中の実線にて示すように、バーナ燃焼量毎に設定しており、例えば、約７〜９％程度とすると良い。そして、バーナ燃焼制御器１５では、酸素濃度計１４にて検出される燃焼ガス中の酸素濃度が前記目標酸素濃度に維持されるように燃焼用空気供給ファン１６の送風量を調整制御する構成としている。

更に、前記設定記憶部１８には、図２中の二点鎖線で示すように、バーナ燃焼量毎にバーナ５を安定燃焼させるのに最低限必要な下限送風量（下限燃焼用空気量）を予め設定している。また、図２中の一点鎖線で示すように、バーナ燃焼量に連動して燃焼用空気供給ファン１６が供給する基準送風量（基準燃焼用空気量、例えば、空気比１．２）が設定されている。そして、バーナ燃焼制御器１５では、図２中の横軸のバーナ燃焼量（％）に対し、その垂直線上の交点となる基準送風量（基準燃焼用空気量）を上限とし、下限送風量（下限燃焼用空気量）を下限とする範囲内で、燃焼用空気供給ファン１６の送風量が調整制御される。

そして、上記構成のアスファルト舗装廃材再生用ドライヤ１にて廃材を加熱処理するときには、排ガスの一部を循環ダクト１１を介して燃焼室４の入口側に循環供給しながらバーナ５を燃焼させる。バーナ燃焼制御器１５では、骨材温度計２０や排ガス温度計２１にて逐次検出される温度を取り込み、それら検出値に基づいてコントロールモータ２２を介して燃料供給弁２３の開度を調整してバーナ燃焼量を制御すると共に、このバーナ燃焼量に応じてコントロールモータ２４を介して燃焼用空気供給ファン１６の送風量調整ダンパー２５の開度を調整して送風量（燃焼用空気量）を調整する。

このとき、バーナ燃焼制御器１５では、燃焼室４の酸素濃度計１４にて検出した燃焼ガス中の酸素濃度を取り込み、この酸素濃度と目標酸素濃度と比較し、その差値量に基づいて燃焼用空気供給ファン１６の風量調整用ダンパー２５の開度を微調整する。例えば、図２に示すように、バーナ燃焼量（％）がａ位置であれば、燃焼用空気供給ファン１６からの送風量は、基準送風量（基準燃焼用空気量）ｂ０から下限送風量（下限燃焼用空気量）ｂ１の間にて制御されることとなる。

このように、燃焼用空気供給ファン１６からの送風量は、基準送風量（基準燃焼用空気量）を上限とし、下限送風量（下限燃焼用空気量）を下限とする範囲内で調整制御されるので、バーナを安定燃焼させながらも燃焼用空気供給ファン１６より供給する送風量を極力減じることができ、排ガス量を削減できて省エネ化を図ることができる。

なお、上記実施例では、循環ダクト１１を燃料室４の入口側に連結させて循環排ガスの全量を燃焼室４に供給して二次燃焼用空気として利用しているが、循環ダクト１１を途中で分岐した分岐ダクトをバーナ先端のスロートに連結し、循環排ガスの一部をバーナのスロートに二次燃焼用空気として送り込むようにしても良い。また、燃焼用空気供給ファン１６の送風量を風量調整用ダンパー２５の開度調整にて制御しているが、燃焼用空気供給ファン１６の回転数をインバータ制御しても良いなど、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１…アスファルト舗装廃材再生用ドライヤ
２…ドラム ４…燃焼室
５…バーナ ７…排気ダクト
１１…循環ダクト １４…酸素濃度計
１５…バーナ燃焼制御器 １６…燃焼用空気供給ファン
２５…送風量調整ダンパー

Claims (2)

1. 回転自在に傾斜支持したドラムの一端側に燃焼室を介して熱風供給用のバーナを備えると共に、該バーナの燃焼量に応じて燃焼用空気供給ファンの送風量を制御するバーナ燃焼制御器を備え、該バーナ燃焼制御器にてバーナを燃焼制御しながら燃焼室内に火炎を形成し、燃焼室内から導出する燃焼ガスをドラム内に供給してアスファルト舗装廃材を加熱し、ドラムの他端側の排気ダクトから排ガスを導出するように構成したアスファルト舗装廃材再生用ドライヤにおいて、前記排気ダクトを途中で分岐して排ガス中の残存酸素をバーナの二次燃焼用空気として利用できるように前記燃焼室の入口側に接続した循環ダクトと、前記燃焼室の出口側に燃焼ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度計とを備え、前記バーナ燃焼制御器には、燃焼室内にてバーナを完全燃焼させたときの燃焼ガス中の残存酸素の目安濃度を目標酸素濃度として予め設定しておき、前記酸素濃度計にて検出される燃焼ガス中の酸素濃度が前記目標酸素濃度に維持されるように燃焼用空気供給ファンの送風量を調整して燃焼用空気を余分に供給しない構成としたことを特徴とするアスファルト舗装廃材再生用ドライヤ。
2. 前記バーナ燃焼制御器には、バーナを安定燃焼させるのに最低限必要な燃焼用空気供給ファンの送風量を燃焼量毎に下限送風量として設定しておき、燃焼用空気供給ファンの送風量が下限送風量を下回らないように制御する構成としたことを特徴とする請求項１記載のアスファルト舗装廃材再生用ドライヤ。

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