JP2704541B2 - 回転式焼却炉の自動燃焼制御 - Google Patents
回転式焼却炉の自動燃焼制御Info
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- JP2704541B2 JP2704541B2 JP63501943A JP50194388A JP2704541B2 JP 2704541 B2 JP2704541 B2 JP 2704541B2 JP 63501943 A JP63501943 A JP 63501943A JP 50194388 A JP50194388 A JP 50194388A JP 2704541 B2 JP2704541 B2 JP 2704541B2
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/50—Control or safety arrangements
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/20—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having rotating or oscillating drums
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/003—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
- F23N5/006—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties the detector being sensitive to oxygen
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2207/00—Control
- F23G2207/10—Arrangement of sensing devices
- F23G2207/101—Arrangement of sensing devices for temperature
- F23G2207/1015—Heat pattern monitoring of flames
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- F23G2207/10—Arrangement of sensing devices
- F23G2207/103—Arrangement of sensing devices for oxygen
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Incineration Of Waste (AREA)
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、廃棄物の回転式焼却炉に関し、より詳細に
は、回転式焼却炉に供給される燃焼用ガスの自動制御に
関する。
は、回転式焼却炉に供給される燃焼用ガスの自動制御に
関する。
陸上における既存の廃棄物投棄用地がその収容限度に
近づいているが、新たな投棄用地の確保は益々困難にな
っており、他方、特に一般廃棄物中の有毒化学物質の量
は益々多くなっている。このため、固形廃棄物の適切な
投棄が益々重大な問題となっている。投棄を要する固形
物の量を減らすために可燃性固形廃棄物の焼却がずっと
前から行われている。しかしながら、既存の焼却法で
は、不完全燃焼の起こることが多く、また、一酸化炭素
及び不完全燃焼の炭化水素を含有する排ガスが発生する
ことが多い。
近づいているが、新たな投棄用地の確保は益々困難にな
っており、他方、特に一般廃棄物中の有毒化学物質の量
は益々多くなっている。このため、固形廃棄物の適切な
投棄が益々重大な問題となっている。投棄を要する固形
物の量を減らすために可燃性固形廃棄物の焼却がずっと
前から行われている。しかしながら、既存の焼却法で
は、不完全燃焼の起こることが多く、また、一酸化炭素
及び不完全燃焼の炭化水素を含有する排ガスが発生する
ことが多い。
一般固形廃棄物の焼却に用いられている装置の一形式
として水冷回転式焼却炉がある。水冷回転式焼却炉の例
がハリス（Harris）氏等に付与された米国特許第3,882,
651号に記載されている。
として水冷回転式焼却炉がある。水冷回転式焼却炉の例
がハリス（Harris）氏等に付与された米国特許第3,882,
651号に記載されている。
西独国特許第1451511号明細書には、回転式焼却炉に
供給される燃焼用空気の制御方法が記載されているが、
この回転式焼却炉は、ガス透過性側壁と、回転式焼却炉
の下に配置されていて、一般廃棄物を燃焼させるため空
気を焼却炉を構成する複数の軸方向部分に供給する複数
のウインドボックスとを有している。
供給される燃焼用空気の制御方法が記載されているが、
この回転式焼却炉は、ガス透過性側壁と、回転式焼却炉
の下に配置されていて、一般廃棄物を燃焼させるため空
気を焼却炉を構成する複数の軸方向部分に供給する複数
のウインドボックスとを有している。
欧州特許第12091号明細書は、酸素量を或る特定の範
囲内に保つため排ガス中に位置する酸素センサを備えた
回転式焼却炉を記載している。
囲内に保つため排ガス中に位置する酸素センサを備えた
回転式焼却炉を記載している。
本発明の目的は、燃焼すべき廃棄物の燃焼特性の如何
にかかわらず回転式焼却炉内での燃焼を効果的且つ能率
的に達成することにある。
にかかわらず回転式焼却炉内での燃焼を効果的且つ能率
的に達成することにある。
この目的は、固形廃棄物の燃焼に利用される回転式焼
却炉への燃焼用ガスの供給量を制御する本発明の方法に
よって達成される。
却炉への燃焼用ガスの供給量を制御する本発明の方法に
よって達成される。
本発明の要旨は、回転式焼却炉が、ガス透過性側壁
と、複数の軸方向部分と、各軸方向部分につき一つずつ
設けられていて、着火期間中を除き補助燃料を用いない
で一般廃棄物を燃焼させるため燃焼用空気を、ガス透過
性側壁を通して関連の軸方向部分に供給する複数のウイ
ンドボックスとを有しており、かかる回転式焼却炉に供
給される燃料用空気を制御する方法であって、一般廃棄
物の燃焼による生じる排ガス中の酸素の相対量を検出
し、回転式焼却炉の各軸方向部分内の電磁線を検出し、
各ウインドボックスへの燃焼用空気の供給流量を回転式
焼却炉の各軸方向部分内の前記電磁線に応じて制御して
排ガス中の酸素を所定量に保つと共に回転式焼却炉内の
燃焼状態を軸方向に調整し、それにより、その特定の時
点において燃焼中の一般廃棄物の燃焼特性の如何にかか
わらず一般廃棄物を効率的且つ能率的に燃焼させること
を特徴とする方法にある。上記のように、廃棄物をその
燃焼特性に関係なく効率的且つ能率的に燃焼させるた
め、排ガス中の酸素が排ガスの特定の成分ガスとして用
いられる。また、回転式焼却炉に供給される燃焼用ガス
を火炎特定センサの信号に応じて制御すれば、火炎特性
を所定の基準通りに維持できる。火炎特性を、温度を検
出すべきか火炎を検出すべきかに応じてそれぞれ赤外線
又は紫外線を検出する光電池によって検出されるような
火炎の温度又は存在に関連させるのが良い。火炎特性の
検出は、ガス透過性側壁を備えた燃焼筒の下に位置した
複数のウインドボックスを有する回転式焼却炉に適用で
きる。この場合、好ましくは複数の火炎特性センサが用
いられ、廃棄物をその燃焼特性とは関係なく効果的且つ
能率的に燃焼させるためこれらセンサはそれぞれ対応関
係にあるウインドボックスの上方の領域内の火炎特性を
検出する。
と、複数の軸方向部分と、各軸方向部分につき一つずつ
設けられていて、着火期間中を除き補助燃料を用いない
で一般廃棄物を燃焼させるため燃焼用空気を、ガス透過
性側壁を通して関連の軸方向部分に供給する複数のウイ
ンドボックスとを有しており、かかる回転式焼却炉に供
給される燃料用空気を制御する方法であって、一般廃棄
物の燃焼による生じる排ガス中の酸素の相対量を検出
し、回転式焼却炉の各軸方向部分内の電磁線を検出し、
各ウインドボックスへの燃焼用空気の供給流量を回転式
焼却炉の各軸方向部分内の前記電磁線に応じて制御して
排ガス中の酸素を所定量に保つと共に回転式焼却炉内の
燃焼状態を軸方向に調整し、それにより、その特定の時
点において燃焼中の一般廃棄物の燃焼特性の如何にかか
わらず一般廃棄物を効率的且つ能率的に燃焼させること
を特徴とする方法にある。上記のように、廃棄物をその
燃焼特性に関係なく効率的且つ能率的に燃焼させるた
め、排ガス中の酸素が排ガスの特定の成分ガスとして用
いられる。また、回転式焼却炉に供給される燃焼用ガス
を火炎特定センサの信号に応じて制御すれば、火炎特性
を所定の基準通りに維持できる。火炎特性を、温度を検
出すべきか火炎を検出すべきかに応じてそれぞれ赤外線
又は紫外線を検出する光電池によって検出されるような
火炎の温度又は存在に関連させるのが良い。火炎特性の
検出は、ガス透過性側壁を備えた燃焼筒の下に位置した
複数のウインドボックスを有する回転式焼却炉に適用で
きる。この場合、好ましくは複数の火炎特性センサが用
いられ、廃棄物をその燃焼特性とは関係なく効果的且つ
能率的に燃焼させるためこれらセンサはそれぞれ対応関
係にあるウインドボックスの上方の領域内の火炎特性を
検出する。
上記目的及び、後で明らかになる他の目的並びに利点
は、本開示内容の一部を形成する添付の図面を参照して
以下に詳細に説明すると共に請求の範囲に記載される構
成及び作用の細部にある。なお、添付の図面中、同一の
参照番号は同一の構成要素を示している。
は、本開示内容の一部を形成する添付の図面を参照して
以下に詳細に説明すると共に請求の範囲に記載される構
成及び作用の細部にある。なお、添付の図面中、同一の
参照番号は同一の構成要素を示している。
第1A図は、本発明による燃焼制御装置が組み込まれた
回転式焼却炉の横断面図である。
回転式焼却炉の横断面図である。
第1B図は、第1A図に示す回転式焼却炉の平面図であ
る。
る。
第２図は、従来型回転式焼却炉における酸素の含有率
と時間との関係を表すグラフである。
と時間との関係を表すグラフである。
第3A図は、第1A図に示す回転式焼却炉の横断面端面図
である。
である。
第3B図は、第3A図の構造体の部分拡大図である。
第1A図に横断面立面図の状態で概略的に示すように、
水冷回転式焼却炉８が、主構成要素として、全体的に円
筒形の側壁36を備えた燃焼筒10を有し、側壁36は、燃焼
筒10をその長さ方向軸線の周りに回転させることができ
るようローラ12上に載置された環状の支持バンド13に取
付けられている。燃焼筒10は、燃焼させるべき材料、例
えば、湿分及び燃焼熱が変化する一般固形廃棄物14を受
け入れる全体が開口した投入端16を有する。燃焼筒10の
別の端である出口端18が煙道19内に位置している。排ガ
ス20及び固形燃焼生成物である灰は出口端18を通って燃
焼筒10から出る。燃焼筒10は、燃焼筒10の全体的に円筒
形の側壁36を形成するようガス透過相互接続部25により
接合された冷却管24によって冷却される。一般固形廃棄
物は性質が変化するので、燃焼筒10内に投入されこの中
を通過する廃棄物14の送り速度を一定に保つことは困難
であり、かくして燃焼筒10内の火炎26の位置及び強さは
経時的に変化する。その結果、排ガス20の構成は酸素含
有率に関し第２図に示すように時間の経過により大幅に
変化する。かかる変化が生じていると、廃棄物14の燃焼
状態が不均一であるらしいことが分かる。
水冷回転式焼却炉８が、主構成要素として、全体的に円
筒形の側壁36を備えた燃焼筒10を有し、側壁36は、燃焼
筒10をその長さ方向軸線の周りに回転させることができ
るようローラ12上に載置された環状の支持バンド13に取
付けられている。燃焼筒10は、燃焼させるべき材料、例
えば、湿分及び燃焼熱が変化する一般固形廃棄物14を受
け入れる全体が開口した投入端16を有する。燃焼筒10の
別の端である出口端18が煙道19内に位置している。排ガ
ス20及び固形燃焼生成物である灰は出口端18を通って燃
焼筒10から出る。燃焼筒10は、燃焼筒10の全体的に円筒
形の側壁36を形成するようガス透過相互接続部25により
接合された冷却管24によって冷却される。一般固形廃棄
物は性質が変化するので、燃焼筒10内に投入されこの中
を通過する廃棄物14の送り速度を一定に保つことは困難
であり、かくして燃焼筒10内の火炎26の位置及び強さは
経時的に変化する。その結果、排ガス20の構成は酸素含
有率に関し第２図に示すように時間の経過により大幅に
変化する。かかる変化が生じていると、廃棄物14の燃焼
状態が不均一であるらしいことが分かる。
第1A図、第1B図及び第3A図に示されているような典型
的な回転式焼却炉８は全体的に円筒形の水冷式燃焼筒10
を有し、この燃焼筒10は、長さ方向に延びる冷却管24と
隣合う冷却管24間に位置したガス透過性相互接続部25、
例えば有孔ウェブ25とで形成した全体的に円筒形の側壁
36を有する。燃焼筒10は、水平から僅かに傾いた状態で
投入端16から出口端18に向かって下方に延びる回転中心
軸線を有している。かくして、冷却管24及び有孔ウェブ
25も投入端16から僅かに傾斜し、冷却管24はついには煙
道19内部で曲げられ、有孔ウェブは通常ここで終端す
る。冷却管24は燃焼筒10の出口端18及び投入端16にそれ
ぞれ隣接して位置した第１の端部及び第２の端部を有す
る。
的な回転式焼却炉８は全体的に円筒形の水冷式燃焼筒10
を有し、この燃焼筒10は、長さ方向に延びる冷却管24と
隣合う冷却管24間に位置したガス透過性相互接続部25、
例えば有孔ウェブ25とで形成した全体的に円筒形の側壁
36を有する。燃焼筒10は、水平から僅かに傾いた状態で
投入端16から出口端18に向かって下方に延びる回転中心
軸線を有している。かくして、冷却管24及び有孔ウェブ
25も投入端16から僅かに傾斜し、冷却管24はついには煙
道19内部で曲げられ、有孔ウェブは通常ここで終端す
る。冷却管24は燃焼筒10の出口端18及び投入端16にそれ
ぞれ隣接して位置した第１の端部及び第２の端部を有す
る。
有孔ウェブ25は好ましくは、燃焼筒10内の廃棄物の燃
焼を持続させるため燃焼用ガス、例えば空気を燃焼筒10
の内部に供給する開口37（第3B図）を有する棒鋼で形成
される。有孔ウェブ25は投入端16から冷却管24の全体的
に真っ直ぐな軸方向部分に沿って煙道28内に位置したア
ングル部分24aまで延びている。通常、アングル部分24a
にはウェブ25が無いが、このアングル部分24aでは、冷
却管24が幾分収斂する関係をなして燃焼筒10の出口端18
まで延びており、したがって、排ガスやフライアッシュ
のような固形粒子を含む排出物20及び灰や燃えかすのよ
うな固形燃焼生成物22は燃焼筒10から一層容易に逃げ出
ることができる。
焼を持続させるため燃焼用ガス、例えば空気を燃焼筒10
の内部に供給する開口37（第3B図）を有する棒鋼で形成
される。有孔ウェブ25は投入端16から冷却管24の全体的
に真っ直ぐな軸方向部分に沿って煙道28内に位置したア
ングル部分24aまで延びている。通常、アングル部分24a
にはウェブ25が無いが、このアングル部分24aでは、冷
却管24が幾分収斂する関係をなして燃焼筒10の出口端18
まで延びており、したがって、排ガスやフライアッシュ
のような固形粒子を含む排出物20及び灰や燃えかすのよ
うな固形燃焼生成物22は燃焼筒10から一層容易に逃げ出
ることができる。
燃焼筒10は、全体的に円筒形の列の状態に配列された
冷却管24の外周部に適切に連結されると共にローラ12上
に載置された全体的に環状のバンド13により包囲されて
いる。燃焼筒10を回転させるには、ローラ12を駆動させ
るか、或いは、鎖伝動装置を用いるか、又は燃焼筒10に
固着されていてピニオンにより駆動される別個の輪歯車
（図示せず）を用いて燃焼筒10を直接駆動するのが良
い。
冷却管24の外周部に適切に連結されると共にローラ12上
に載置された全体的に環状のバンド13により包囲されて
いる。燃焼筒10を回転させるには、ローラ12を駆動させ
るか、或いは、鎖伝動装置を用いるか、又は燃焼筒10に
固着されていてピニオンにより駆動される別個の輪歯車
（図示せず）を用いて燃焼筒10を直接駆動するのが良
い。
燃焼筒10を冷却するには、冷却剤を冷却管24中に循環
させる。その結果得られる高エネルギの冷却剤はリング
ヘッダ27及び供給管30を介して燃焼筒10から排出され
る。供給管30により排出された高エネルギ冷却剤はポン
プ28によって回転継手31を通って熱交換設備又は熱交換
器29へ循環するが、この熱交換器29は低エネルギの冷却
剤をポンプ28、回転継手31及び供給管30を介してリング
ヘッダ27に戻す。供給管30は好ましくは、回転継手31へ
の連結用の二重の管、即ち同軸の管32を有する。リング
ヘッダ27は熱交換器29から受け取った低エネルギの冷却
剤を第１の組をなす冷却管24に分配するが、この第１組
の冷却管24は冷却剤を、燃焼筒10の投入端16に位置した
Ｕ字管34のような戻し手段まで燃焼筒10の長さ方向に搬
送する。Ｕ字管34は、第１組の冷却管24を第２組の冷却
管24に接続するが、この第２組の冷却管により冷却剤は
リングヘッダ27に戻されて熱交換器29へ送り出される。
熱交換器29は、当該技術分野で知られているように、ボ
イラー、凝縮器及び蒸気駆動式発電システムへの接続手
段等（全て図示せず）を有する。
させる。その結果得られる高エネルギの冷却剤はリング
ヘッダ27及び供給管30を介して燃焼筒10から排出され
る。供給管30により排出された高エネルギ冷却剤はポン
プ28によって回転継手31を通って熱交換設備又は熱交換
器29へ循環するが、この熱交換器29は低エネルギの冷却
剤をポンプ28、回転継手31及び供給管30を介してリング
ヘッダ27に戻す。供給管30は好ましくは、回転継手31へ
の連結用の二重の管、即ち同軸の管32を有する。リング
ヘッダ27は熱交換器29から受け取った低エネルギの冷却
剤を第１の組をなす冷却管24に分配するが、この第１組
の冷却管24は冷却剤を、燃焼筒10の投入端16に位置した
Ｕ字管34のような戻し手段まで燃焼筒10の長さ方向に搬
送する。Ｕ字管34は、第１組の冷却管24を第２組の冷却
管24に接続するが、この第２組の冷却管により冷却剤は
リングヘッダ27に戻されて熱交換器29へ送り出される。
熱交換器29は、当該技術分野で知られているように、ボ
イラー、凝縮器及び蒸気駆動式発電システムへの接続手
段等（全て図示せず）を有する。
第1A図、第1B図及び第3A図に示すように、燃焼用空気
が、燃焼筒10の下側にその回転中心軸線とほぼ垂直な関
係をなして配設されたウインドボックス48,50,52,54に
よって供給される。ウインドボックスは送風機35から空
気ダクト38及び制御ダクト40,42,44,46,47,49を経て燃
焼用空気を加圧下で受け入れる。第3A図に示すように横
断面が犬の後脚のような「く」の字形のストリップ状シ
ール56が燃焼筒10の外面に沿って長さ方向に延びてお
り、これらのシール56により圧力が維持される。ストリ
ップ状シール56はそれぞれ、少なくとも一つのウインド
ボックス軸方向長さに亙り連続した状態でウインドボッ
クスの縁57に当接する圧力シールを形成し、ウインドボ
ックス48,50,52,54を出た燃焼用空気が燃焼筒10に流入
するようにしている。
が、燃焼筒10の下側にその回転中心軸線とほぼ垂直な関
係をなして配設されたウインドボックス48,50,52,54に
よって供給される。ウインドボックスは送風機35から空
気ダクト38及び制御ダクト40,42,44,46,47,49を経て燃
焼用空気を加圧下で受け入れる。第3A図に示すように横
断面が犬の後脚のような「く」の字形のストリップ状シ
ール56が燃焼筒10の外面に沿って長さ方向に延びてお
り、これらのシール56により圧力が維持される。ストリ
ップ状シール56はそれぞれ、少なくとも一つのウインド
ボックス軸方向長さに亙り連続した状態でウインドボッ
クスの縁57に当接する圧力シールを形成し、ウインドボ
ックス48,50,52,54を出た燃焼用空気が燃焼筒10に流入
するようにしている。
廃棄物14の燃焼により生じた排ガス20は第3A図に示す
エンクロージャ61によって封じ込められているが、図面
を単純にするため第1A図では省略されている。エンクロ
ージャ61は適当な表面が支持体63により支持されてい
る。煙道19を大気圧よりも僅かに低い圧力に保つため、
誘引通風機（図示せず）が回転式焼却炉８から見て下流
側で煙道19に結合されている。かくして、本質的には、
排ガス20は全て、煙道19を経て燃焼筒10から出る。
エンクロージャ61によって封じ込められているが、図面
を単純にするため第1A図では省略されている。エンクロ
ージャ61は適当な表面が支持体63により支持されてい
る。煙道19を大気圧よりも僅かに低い圧力に保つため、
誘引通風機（図示せず）が回転式焼却炉８から見て下流
側で煙道19に結合されている。かくして、本質的には、
排ガス20は全て、煙道19を経て燃焼筒10から出る。
第3A図に示すように、燃焼用空気が例えば制御ダクト
46,44を介してウインドボックス50,54にそれぞれ供給さ
れる。なお、第3A図には示していないが第1A図及び第1B
図には図示してある空気ダクト38により空気が制御ダク
ト46,44に供給される。燃焼筒10は出口端18から見て時
計回りに低速、例えば1/6rpmで回転する。その結果、廃
棄物14が片一方の側に寄るため、廃棄物により覆われな
い状態の開口37が幾つか生じる（第3A図）。これら覆わ
れていない状態の開口37を介して、オーバーファイヤ・
ウインドボックス48,50,52は「オーバーファイヤ」用空
気を制御ダクト42,46,49から廃棄物14の上面に供給する
ことができる。同時に、制御ダクト40,44,47からの「ア
ンダーファイヤ」用空気はアンダーファイヤ・ウインド
ボックス、例えば、燃焼筒10の中間に位置したウインド
ボックス54によって、側壁36と接触状態にある廃棄物14
の部分に供給される。通常、廃棄物14は大きくて形の不
揃いな物体で構成されているので、アンダーファイヤ用
空気は、少なくとも燃焼筒10の投入端16近傍では廃棄物
14に侵入できる。通常、燃焼筒10内で燃焼を開始するに
は油又は天然ガスのような補助燃料を用いるが、かかる
補助燃焼は燃焼筒10の投入端16を通って供給し、着火期
間後、燃焼が始まると遮断するのが良い。
46,44を介してウインドボックス50,54にそれぞれ供給さ
れる。なお、第3A図には示していないが第1A図及び第1B
図には図示してある空気ダクト38により空気が制御ダク
ト46,44に供給される。燃焼筒10は出口端18から見て時
計回りに低速、例えば1/6rpmで回転する。その結果、廃
棄物14が片一方の側に寄るため、廃棄物により覆われな
い状態の開口37が幾つか生じる（第3A図）。これら覆わ
れていない状態の開口37を介して、オーバーファイヤ・
ウインドボックス48,50,52は「オーバーファイヤ」用空
気を制御ダクト42,46,49から廃棄物14の上面に供給する
ことができる。同時に、制御ダクト40,44,47からの「ア
ンダーファイヤ」用空気はアンダーファイヤ・ウインド
ボックス、例えば、燃焼筒10の中間に位置したウインド
ボックス54によって、側壁36と接触状態にある廃棄物14
の部分に供給される。通常、廃棄物14は大きくて形の不
揃いな物体で構成されているので、アンダーファイヤ用
空気は、少なくとも燃焼筒10の投入端16近傍では廃棄物
14に侵入できる。通常、燃焼筒10内で燃焼を開始するに
は油又は天然ガスのような補助燃料を用いるが、かかる
補助燃焼は燃焼筒10の投入端16を通って供給し、着火期
間後、燃焼が始まると遮断するのが良い。
ウインドボックス内の圧力は、ダンパ60の動作によ
り、水柱約２インチ、即ち、通常は大気圧よりも僅かに
低い燃焼筒10内の圧力よりも1/10（0.1）psi以下だけ僅
かに高い圧力状態に保たれる。従来型回転式焼却炉で
は、ダンパ60は手動調節されるが、設定状態を変えるこ
とはめったに無い。しかしながら、第２図に示すよう
に、一般に、燃焼筒10内では比較的急激な燃焼状態の変
化が生じる。その結果、従来型回転式焼却炉では、燃焼
筒10の燃料領域に供給される酸素量は通常、所望の量よ
りも多いか少ないかのどちらかである。
り、水柱約２インチ、即ち、通常は大気圧よりも僅かに
低い燃焼筒10内の圧力よりも1/10（0.1）psi以下だけ僅
かに高い圧力状態に保たれる。従来型回転式焼却炉で
は、ダンパ60は手動調節されるが、設定状態を変えるこ
とはめったに無い。しかしながら、第２図に示すよう
に、一般に、燃焼筒10内では比較的急激な燃焼状態の変
化が生じる。その結果、従来型回転式焼却炉では、燃焼
筒10の燃料領域に供給される酸素量は通常、所望の量よ
りも多いか少ないかのどちらかである。
本発明によれば、第3A図を参照して説明すると、ダン
パ60は制御ユニット62により制御され、この制御ユニッ
トを用いると、廃棄物14の均一で完全な燃焼が得られ、
かくして従来方式で実施されているような手動調節の欠
点が解消される。本発明の第１の実施例では、煙道19内
に設けられたセンサ64が排ガスセンサ信号を発生し、こ
の信号が制御ユニット62に送られる。この排ガスセンサ
信号は、所定の動作特性の度合い、例えば、排ガス中の
酸素、一酸化炭素又は未燃焼の炭化水素の含有率を指示
している。制御ユニット62は排ガスセンサ信号に応答し
てダンパ60を作動することにより燃焼用空気の供給量に
所望の変化を与える。かくして、排ガスセンサ信号によ
り、例えば酸素含有率が所望の所定範囲を下回っている
ことが分かると、制御ユニット62はダンパ60を調節して
燃焼筒10内への燃焼用空気の流量を増加させるが、排ガ
ス中に過剰量の酸素が存在していることが分かると燃焼
用空気の供給量を減少させることができる。
パ60は制御ユニット62により制御され、この制御ユニッ
トを用いると、廃棄物14の均一で完全な燃焼が得られ、
かくして従来方式で実施されているような手動調節の欠
点が解消される。本発明の第１の実施例では、煙道19内
に設けられたセンサ64が排ガスセンサ信号を発生し、こ
の信号が制御ユニット62に送られる。この排ガスセンサ
信号は、所定の動作特性の度合い、例えば、排ガス中の
酸素、一酸化炭素又は未燃焼の炭化水素の含有率を指示
している。制御ユニット62は排ガスセンサ信号に応答し
てダンパ60を作動することにより燃焼用空気の供給量に
所望の変化を与える。かくして、排ガスセンサ信号によ
り、例えば酸素含有率が所望の所定範囲を下回っている
ことが分かると、制御ユニット62はダンパ60を調節して
燃焼筒10内への燃焼用空気の流量を増加させるが、排ガ
ス中に過剰量の酸素が存在していることが分かると燃焼
用空気の供給量を減少させることができる。
さらに、第1B図に示すように、送風機35は流量可変型
のものであるのが良く、この場合、ダンパ60に供給され
る燃焼用空気の総流量を送風機35の出力を変化させて調
節するのが良い。また、燃焼筒10に供給される燃焼用空
気の総量の増減に代わる手段として、排ガスセンサ信号
に応じて燃焼用空気の分布の変えても良い。たとえば、
ウインドボックス50,54に供給される燃焼用空気の流量
を加減しても良い。その理由は、通常、燃焼は燃焼筒10
の中間のこれら２つのウインドボックスの上方で顕著に
起こるからである。
のものであるのが良く、この場合、ダンパ60に供給され
る燃焼用空気の総流量を送風機35の出力を変化させて調
節するのが良い。また、燃焼筒10に供給される燃焼用空
気の総量の増減に代わる手段として、排ガスセンサ信号
に応じて燃焼用空気の分布の変えても良い。たとえば、
ウインドボックス50,54に供給される燃焼用空気の流量
を加減しても良い。その理由は、通常、燃焼は燃焼筒10
の中間のこれら２つのウインドボックスの上方で顕著に
起こるからである。
また、燃焼用空気供給量の初期調節に対する排ガスセ
ンサ信号の応答の度合いをモニターしておけば、燃焼用
空気の分布及び総供給量に対し後で行う調節を初期調節
とは異なる度合いで実施できる。たとえば、低含有率の
酸素に対する初期応答ではウインドボックス50,54への
供給流量を増大させるようにし、もし排ガス中の酸素が
あまり増加しないことが検出されると、制御ダクト47,4
9を調節してオーバーファイヤ・ウインドボックス52及
びこれに隣接したアンダーファイヤ・ウインドボックス
への燃焼用空気の流量を増加させるのが良い。
ンサ信号の応答の度合いをモニターしておけば、燃焼用
空気の分布及び総供給量に対し後で行う調節を初期調節
とは異なる度合いで実施できる。たとえば、低含有率の
酸素に対する初期応答ではウインドボックス50,54への
供給流量を増大させるようにし、もし排ガス中の酸素が
あまり増加しないことが検出されると、制御ダクト47,4
9を調節してオーバーファイヤ・ウインドボックス52及
びこれに隣接したアンダーファイヤ・ウインドボックス
への燃焼用空気の流量を増加させるのが良い。
センサ64は好ましくは排ガス20中に存在する酸素の含
有率を検出するが、これはウエスチングハウス・エレク
トリック・コーポレーションの燃焼制御部門により製造
されたモデル6630酸素濃度計であるのが良い。第3A図に
示すように、制御ユニット62は好ましくは、例えばイン
テル（INTEL）88/40のようなマイクロプロセッサ67と、
例えば1300シリーズ・コントローラ（これも、ウエスチ
ングハウス・エレクトリック・コーポレーションの燃焼
制御部門によって製造されたものである）のようなコン
トローラ68とを有する。マイクロプロセッサ67は、排ガ
ス20中の酸素含有率を指示する排ガスセンサ信号に応答
して、燃焼用空気としてウインドボックス48,50,52,54
に供給される空気の量を調節する出力信号を発生するよ
う当業者によってプログラミングされる。マイクロプロ
セッサ67からの出力信号はコントローラ68に送られ、こ
れにより変換されてダンパ60の機械的調節が得られる。
さらに、図面には示していないが、マイクロプロセッサ
67を用いて燃焼用空気の組成を調節しても良く、かかる
組成調節は、例えば、酸素を追加して、酸素が非常に欠
乏している状態の燃焼域に供給される燃焼用空気の酸素
含有率を高めることにより行われる。好ましくは、制御
ユニット62は燃焼用空気の供給量を調節して排ガス中の
酸素含有率が５〜８容量％の範囲内に維持されるように
する。
有率を検出するが、これはウエスチングハウス・エレク
トリック・コーポレーションの燃焼制御部門により製造
されたモデル6630酸素濃度計であるのが良い。第3A図に
示すように、制御ユニット62は好ましくは、例えばイン
テル（INTEL）88/40のようなマイクロプロセッサ67と、
例えば1300シリーズ・コントローラ（これも、ウエスチ
ングハウス・エレクトリック・コーポレーションの燃焼
制御部門によって製造されたものである）のようなコン
トローラ68とを有する。マイクロプロセッサ67は、排ガ
ス20中の酸素含有率を指示する排ガスセンサ信号に応答
して、燃焼用空気としてウインドボックス48,50,52,54
に供給される空気の量を調節する出力信号を発生するよ
う当業者によってプログラミングされる。マイクロプロ
セッサ67からの出力信号はコントローラ68に送られ、こ
れにより変換されてダンパ60の機械的調節が得られる。
さらに、図面には示していないが、マイクロプロセッサ
67を用いて燃焼用空気の組成を調節しても良く、かかる
組成調節は、例えば、酸素を追加して、酸素が非常に欠
乏している状態の燃焼域に供給される燃焼用空気の酸素
含有率を高めることにより行われる。好ましくは、制御
ユニット62は燃焼用空気の供給量を調節して排ガス中の
酸素含有率が５〜８容量％の範囲内に維持されるように
する。
本発明の一特徴によれば、火炎特性センサ71〜79（第
1B図）が、火炎特性センサ信号をデータ・バス80を介し
てマイクロプロセッサ67に送る。火炎特性センサ71〜79
は好ましくは、特定範囲の電磁線に反応する光電池であ
る。光電池は赤外線に反応してウインドボックスのうち
の一つの上方の領域の温度を検出できる。赤外線光電池
の一例として、イリノイ州ナイルズ所在のアーコン（IR
CON）社製のモードライン−４（Modline−４）が挙げら
れる。変形例として、ミネソタ州ミネアポリス所在のハ
ニーウェル（Honeywell）社製のシリーズ・C7012フレー
ム・セーフガード（Series C7012 Frame Safeguard）を
用いて対応関係にある領域内の火炎の存在を検出しても
良い。何れの場合でも、通常は、各ウインドボックスに
対応して少なくとも一つの光電池が設けられる。しかし
ながら、ウインドボックスのなかには、対応の光電池を
設けなくても良いものがある。たとえば、投入端16に近
い位置に在るウインドボックスは主として乾燥域なので
対応の光電池を備えなくても良い。
1B図）が、火炎特性センサ信号をデータ・バス80を介し
てマイクロプロセッサ67に送る。火炎特性センサ71〜79
は好ましくは、特定範囲の電磁線に反応する光電池であ
る。光電池は赤外線に反応してウインドボックスのうち
の一つの上方の領域の温度を検出できる。赤外線光電池
の一例として、イリノイ州ナイルズ所在のアーコン（IR
CON）社製のモードライン−４（Modline−４）が挙げら
れる。変形例として、ミネソタ州ミネアポリス所在のハ
ニーウェル（Honeywell）社製のシリーズ・C7012フレー
ム・セーフガード（Series C7012 Frame Safeguard）を
用いて対応関係にある領域内の火炎の存在を検出しても
良い。何れの場合でも、通常は、各ウインドボックスに
対応して少なくとも一つの光電池が設けられる。しかし
ながら、ウインドボックスのなかには、対応の光電池を
設けなくても良いものがある。たとえば、投入端16に近
い位置に在るウインドボックスは主として乾燥域なので
対応の光電池を備えなくても良い。
光電池により得られる情報を用いると、燃焼筒10内に
おける燃焼状態の一層正確な制御が得られる。紫外線セ
ンサを火炎の存在の検出に用いると、紫外線センサのう
ちの一つからの火炎特性センサ信号が対応の領域中の火
炎が消えていることを指示していれば、対応の領域への
燃焼用空気の供給量を増加する必要のあることが分か
る。他方、赤外線センサを用いると、燃焼用空気の流量
をどの程度増減すべきかの判定に利用できる量的情報が
得られる。
おける燃焼状態の一層正確な制御が得られる。紫外線セ
ンサを火炎の存在の検出に用いると、紫外線センサのう
ちの一つからの火炎特性センサ信号が対応の領域中の火
炎が消えていることを指示していれば、対応の領域への
燃焼用空気の供給量を増加する必要のあることが分か
る。他方、赤外線センサを用いると、燃焼用空気の流量
をどの程度増減すべきかの判定に利用できる量的情報が
得られる。
本発明の別の特徴によれば、燃焼状態の非常に正確な
制御を得るため、火炎特性センサ71〜79の配設場所のそ
れぞれにおいて、全部で３つの形式のセンサ、即ち、酸
素センサ64並びに対をなす赤外線光電池及び紫外線光電
池を用いられる。酸素センサ64は総合燃焼効率を表す排
ガスセンサ信号を発生し、赤外線センサ及び紫外線セン
サによりそれぞれ、対応関係にあるウインドボックスに
ついて火炎特性センサ信号として火炎の温度及び存在の
見通しが得られる。かくして、燃焼用空気の総供給量を
排ガスセンサ信号に応じて調節でき、燃焼空気の分布を
火炎特性センサ信号に応じて制御できる。
制御を得るため、火炎特性センサ71〜79の配設場所のそ
れぞれにおいて、全部で３つの形式のセンサ、即ち、酸
素センサ64並びに対をなす赤外線光電池及び紫外線光電
池を用いられる。酸素センサ64は総合燃焼効率を表す排
ガスセンサ信号を発生し、赤外線センサ及び紫外線セン
サによりそれぞれ、対応関係にあるウインドボックスに
ついて火炎特性センサ信号として火炎の温度及び存在の
見通しが得られる。かくして、燃焼用空気の総供給量を
排ガスセンサ信号に応じて調節でき、燃焼空気の分布を
火炎特性センサ信号に応じて制御できる。
開口37のサイズ及び光電池71〜79により得られる感度
と集光の度合いに応じて、透明な窓（第3B図）を燃焼筒
10の側壁36に形成し、有効ウェブ25の開口37を通過する
量よりも多い量の光が光電池71〜79に周期的に到達でき
るようにするのが良い。1/6rpmという代表的な回転速度
では、燃焼筒10の３つの区分のそれぞれに６つの窓82を
設けると、各光電池から毎分一つの割合で火炎特性セン
サ信号が得られる。万全を期して窓82を更に設けても良
い。
と集光の度合いに応じて、透明な窓（第3B図）を燃焼筒
10の側壁36に形成し、有効ウェブ25の開口37を通過する
量よりも多い量の光が光電池71〜79に周期的に到達でき
るようにするのが良い。1/6rpmという代表的な回転速度
では、燃焼筒10の３つの区分のそれぞれに６つの窓82を
設けると、各光電池から毎分一つの割合で火炎特性セン
サ信号が得られる。万全を期して窓82を更に設けても良
い。
第1A図、第1B図、第3A図及び第3B図に示す実施例で
は、第3A図の３つの光電池、例えば74,75,76は、第3A図
の対応した一対のアンダーファイヤ・ウインドボックス
とオーバーファイヤ・ウインドボックス、例えば、ウイ
ンドボックス50,54に対して配設されているが、対応の
ウインドボックスの火炎特性の検出に必要な光電池はた
った一つに過ぎない。さらに、光電池の及ぶ領域の広さ
及び燃焼筒10、即ち、対応の燃焼域の軸線に沿う光電池
の位置によっては、各ウインドボックスにつき光電池を
設ける必要は無く、燃焼域中の両方のウインドボックス
に光電池を一つ設けるだけで充分である。図示の実施例
に光電池を更に設けると万全となり、光電池が故障して
も回転式焼却炉の連続作動が可能になる。
は、第3A図の３つの光電池、例えば74,75,76は、第3A図
の対応した一対のアンダーファイヤ・ウインドボックス
とオーバーファイヤ・ウインドボックス、例えば、ウイ
ンドボックス50,54に対して配設されているが、対応の
ウインドボックスの火炎特性の検出に必要な光電池はた
った一つに過ぎない。さらに、光電池の及ぶ領域の広さ
及び燃焼筒10、即ち、対応の燃焼域の軸線に沿う光電池
の位置によっては、各ウインドボックスにつき光電池を
設ける必要は無く、燃焼域中の両方のウインドボックス
に光電池を一つ設けるだけで充分である。図示の実施例
に光電池を更に設けると万全となり、光電池が故障して
も回転式焼却炉の連続作動が可能になる。
本発明の多くの特徴及び利点は上記詳細な説明から明
らかであり、かくして、請求の範囲は、本発明の真の精
神及び技術的範囲に属する開示の装置及び方法のかかる
特徴及び利点を全て含む。さらに、当業者であれば、多
くの改造及び設計変更が容易に行えるので本発明は図示
説明した構成及び作用そのものに限定されることはな
い。したがって、適当である限り全ての改造例及び設計
変更例は本発明の精神及び範囲に属すると言える。
らかであり、かくして、請求の範囲は、本発明の真の精
神及び技術的範囲に属する開示の装置及び方法のかかる
特徴及び利点を全て含む。さらに、当業者であれば、多
くの改造及び設計変更が容易に行えるので本発明は図示
説明した構成及び作用そのものに限定されることはな
い。したがって、適当である限り全ての改造例及び設計
変更例は本発明の精神及び範囲に属すると言える。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヒーリー，ジョン，ティー アメリカ合衆国，カリフォルニア州，ア ービィン，モーニング・ビュー 17 (56)参考文献 特開 昭56−40018（ＪＰ，Ａ) 米国特許4424754（ＵＳ，Ａ) 国際公開80／12091（ＥＰ，Ａ１)
Claims (4)
- 【請求項１】回転式焼却炉（８）が、ガス透過性側壁
（36）と、複数の軸方向部分と、各軸方向部分につき一
つずつ設けられていて、着火期間中を除き補助燃料を用
いないで一般廃棄物（14）を燃焼させるため燃焼用空気
を、ガス透過性側壁（36）を通して関連の軸方向部分に
供給する複数のウインドボックス（48,50,52）とを有し
ており、かかる回転式焼却炉に供給される燃焼用空気を
制御する方法であって、一般廃棄物（14）の燃焼により
生じる排ガス（20）中の酸素の相対量を検出し、回転式
焼却炉（８）の各軸方向部分内の電磁線を検出し、各ウ
インドボックス（48,50,52）への燃焼用空気の供給流量
を回転式焼却炉（８）の各軸方向部分内の前記電磁線に
応じて制御して排ガス中の酸素を所定量に保つと共に回
転式焼却炉（８）内の燃焼状態を軸方向に調整し、それ
により、その特定の時点において燃焼中の一般廃棄物
（14）の燃焼特性の如何にかかわらず一般廃棄物（14）
を効率的且つ能率的に燃焼させることを特徴とする方
法。 - 【請求項２】電磁線の検出段階では、光電池（74,75,7
6）を用いて回転式焼却炉（８）の各軸方向部分内の紫
外線を検出し、制御ユニット（62）に対して、回転式焼
却炉（８）の各軸方向部分内の火炎の存否を指示するこ
とを特徴とする請求項第１項記載の方法。 - 【請求項３】電磁線の検出段階では、光電池（74,75,7
6）を用いて回転式焼却炉（８）の各軸方向部分内の赤
外線を検出し、制御ユニット（62）に対して、回転式焼
却炉（８）の各軸方向部分内の温度を指示することを特
徴とする請求項第１項記載の方法。 - 【請求項４】電磁線の検出段階では、光電池（74,75,7
6）を用いて回転式焼却炉（８）の各軸方向部分内の赤
外線及び紫外線を検出し、制御ユニット（62）に対し
て、回転式焼却炉（８）の各軸方向部分内の温度及び火
炎の存否を指示することを特徴とする請求項第１項記載
の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US18,682 | 1987-02-25 | ||
| US07/018,682 US4782766A (en) | 1987-02-25 | 1987-02-25 | Automatic combustion control for a rotary combustor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02504302A JPH02504302A (ja) | 1990-12-06 |
| JP2704541B2 true JP2704541B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=21789241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63501943A Expired - Lifetime JP2704541B2 (ja) | 1987-02-25 | 1988-01-19 | 回転式焼却炉の自動燃焼制御 |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4782766A (ja) |
| EP (1) | EP0364480B1 (ja) |
| JP (1) | JP2704541B2 (ja) |
| KR (1) | KR950013977B1 (ja) |
| AT (1) | ATE70613T1 (ja) |
| CA (1) | CA1302168C (ja) |
| DE (1) | DE3867067D1 (ja) |
| ES (1) | ES2009180A6 (ja) |
| IN (1) | IN169455B (ja) |
| PT (1) | PT86818B (ja) |
| WO (1) | WO1988006698A1 (ja) |
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| KR101550447B1 (ko) | 2013-10-29 | 2015-09-08 | 한국생산기술연구원 | 포토 다이오드 센서를 이용한 공연비 제어장치 및 방법 |
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