JP3675636B2 - 燃焼装置の廃棄物供給装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼装置へ廃棄物を供給する供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ごみ焼却炉の一形式である流動床式ごみ焼却炉にごみを供給するには、通常、スクリュー式フィーダなどのごみ供給装置が用いられている。このようなフィーダを用いてごみを供給する際、ごみは前以って所定の大きさ以下に破砕されているが、ごみの量が急激に増加する「ごみのどか落ち」が発生して、炉床酸素濃度が大幅に変動し、その結果、燃焼排ガス中に未燃分が多量に残って大気中に有害物質を排出することになった。
【０００３】
この対策としては、特公平５−５１８１５号公報に示されるように、流動床式ごみ焼却炉に、１次空気を供給して流動床の流動媒体を流動させる１次送風機と、フリーボートに２次空気を供給する２次送風機と、ごみ等の焼却物を流動床式ごみ焼却炉内に供給する給じん装置と、排ガス中の酸素濃度を検出する排ガス酸素濃度検出センサと、炉床部の酸素濃度を検出する炉床部酸素濃度検出センサと、炉内の明るさを検出する明るさ検出センサと、上記排ガス酸素濃度検出センサの検出信号により上記２次送風機からの２次空気量を調整して排ガス中の酸素濃度を所定値に制御する２次空気制御系とが設けられており、さらに、上記２次空気制御系に、排ガス酸素濃度検出センサの検出時間遅れを上記明るさ検出センサの検出信号により補正する補正制御系が付加され、これに加えて、炉床酸素濃度および明るさが所定値になるように上記給じん装置から供給されるごみの量を制御する投入量制御系が設けられている。
【０００４】
これによると、上記特公平５−５１８１５号公報では、上記明るさ検出センサと炉床部酸素濃度検出センサとの検出時を基準にして２次空気の供給量とごみの投入量（供給量）とを制御しているが、明るさ検出センサはごみの燃焼で発生した燃焼ガスが２次燃焼した際の明るさを検出しており、同様に、炉床部酸素濃度検出センサはごみが燃焼した後の酸素濃度を検出しているため、明るさ検出センサと炉床部酸素濃度検出センサとを用いても、供給されたごみが一旦燃焼した後の検出情報を基に制御を行うことになり、ごみの供給量の制御に時間的な遅延が生じてしまうといった問題があった。
【０００５】
このような供給量制御時の時間的な遅延を解消する方法として、例えば特開平３−２７９７０４号公報に示されるものがある。これによると、廃棄物を給塵機から焼却炉に向けて供給するシュートに、光電スイッチを用いた供給量測定装置が設けられている。そして、上記供給量測定装置の測定値に基づいて廃棄物の供給量を調整すると共に流動用空気と２次空気とを調整している。
【０００６】
これによると、廃棄物が燃焼するより以前の段階で、上記シュートを落下する廃棄物の量を測定し、廃棄物の供給量を調整しているため、廃棄物の供給量の制御の際の時間的な遅延は解消される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来形式では、ごみのどか落ちの回数は検出されるが、各ごみのどか落ちの規模がどれくらいの大きさで発生しているかを正確に把握することができないといった問題があった。これに対して、ごみ供給装置の上方にカメラ等の撮像装置を設け、この撮像装置でごみの供給状態を上方から監視および画像記録し画像処理することも提案されているが、この方法では、ごみのどか落ちを面としての大きさでしか把握することができないため、ごみ供給量を正確に検出することは困難であり、また、画像の解析が煩雑であるといった問題があった。
【０００８】
本発明は、廃棄物の供給量を正確に求めることができ、求められた値に基づいて廃棄物の供給量を制御する際の時間的な遅延を解消することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本第１発明における燃焼装置の廃棄物供給装置は、燃焼装置へ廃棄物を供給する供給装置であって、
上記燃焼装置へ連通する供給通路内に、廃棄物を燃焼装置へ送り出す二軸スクリュー式フィーダが設けられ、
上記供給通路内の上部に、上記スクリュー式フィーダで送られる廃棄物の量を検出する複数の検出用板体が設けられ、
上記各検出用板体は、その遊端部が揺動中心よりも下流側に向くとともに送り出される廃棄物に上方から接触して上下方向に揺動自在であり、
上記複数の検出用板体のうち、側端部検出用板体が上記二軸スクリュー式フィーダの両スクリューの外側方の上方に位置し、これら両側端部検出用板体間に設けられた中央部検出用板体が上記両スクリュー間の上方に位置しており、
上記側端部検出用板体の傾斜角度を検出する第１角度検出装置と、上記中央部検出用板体の傾斜角度を検出する第２角度検出装置と、
上記第１および第２角度検出装置により検出された傾斜角度に応じて、上記スクリュー式フィーダの送り速度を増減させる制御部とが設けられているものである。
【００１０】
これによると、スクリュー式フィーダで送られる廃棄物の量が増減すると、これに対応して廃棄物の高さが上下に変動するため、その変動分だけ、側端部検出用板体の遊端部が上下方向に変位して側端部検出用板体の傾斜角度が変化する。この側端部検出用板体の傾斜角度の変化は第１角度検出装置により検出され、第１角度検出装置により検出された側端部検出用板体の傾斜角度から廃棄物の量が求められる。
【００１１】
このようにして求められた廃棄物の量が多い場合は、スクリュー式フィーダの送り速度を低減することにより、廃棄物の供給量が低減し、一度に多量の廃棄物が燃焼装置へ供給されることを防止でき、燃焼装置での廃棄物の燃焼が安定する。
【００１２】
反対に、側端部検出用板体の傾斜角度から求められた廃棄物の量が少ない場合は、スクリュー式フィーダの送り速度を増加することにより、廃棄物の供給量が増加し、燃焼装置へ供給される廃棄物の量が急激に減少することを防止でき、燃焼装置での廃棄物の燃焼が安定する。
【００１３】
このように、通常、廃棄物の高さの上下変動を側端部検出用板体の傾斜角度によって検出し、検出した傾斜角度から廃棄物の供給量を求めるため、廃棄物の供給量を正確に検知し得る。また、廃棄物が燃焼するより以前の段階で、供給通路内において求められた廃棄物の供給量に基づいて、スクリュー式フィーダの送り速度の制御を行っているため、廃棄物の供給量の制御の際の時間的な遅延は解消される。
【００１４】
また、上記二軸スクリュー式フィーダで送り出される廃棄物の盛り上がりは、先ず、側端部検出用板体の側で発生し、次に、中央部検出用板体の側に遅れて発生する。このため、制御部は、中央部検出用板体の傾斜角度が所定角度以下になった場合にのみ、上記側端部検出用板体による検出時よりもさらに迅速にスクリュー式フィーダの送り速度を低減す る。これにより、側端部検出用板体では迅速に対応しきれない極端な「廃棄物のどか落ち」を中央部検出用板体で検出することができる。
【００１５】
本第２発明における燃焼装置の廃棄物供給装置は、側端部検出用板体は第１支軸に取付けられ、
中央部検出用板体は第２支軸に取付けられ、
第１角度検出装置として、第１支軸の回動角度から側端部検出用板体の傾斜角度を検出する第１エンコーダが第１支軸に接続され、
第２角度検出装置として、第２支軸の回動角度から中央部検出用板体の傾斜角度を検出する第２エンコーダが第２支軸に接続されているものである。
【００１６】
本第３発明における燃焼装置の廃棄物供給装置は、燃焼装置へ廃棄物を供給する供給装置であって、
上記燃焼装置へ連通する供給通路内に、廃棄物を燃焼装置へ送り出す一軸スクリュー式フィーダが設けられ、
上記供給通路内の上部に、上記スクリュー式フィーダで送られる廃棄物の量を検出する複数の検出用板体が設けられ、
上記各検出用板体は、その遊端部が揺動中心よりも下流側に向くとともに送り出される廃棄物に上方から接触して上下方向に揺動自在であり、且つ、上記一軸スクリュー式フィーダのスクリューの両外側方の上方に位置しており、
一方の検出用板体の傾斜角度を検出する第１角度検出装置と、他方の検出用板体の傾斜角度を検出する第２角度検出装置と、
上記第１および第２角度検出装置により検出された傾斜角度に応じて、上記スクリュー式フィーダの送り速度を増減させる制御部とが設けられているものである。
【００１７】
これによると、通常、廃棄物の高さの上下変動を一方の検出用板体の傾斜角度によって検出し、検出した傾斜角度から廃棄物の供給量を求めるため、廃棄物の供給量を正確に検知し得る。また、廃棄物が燃焼するより以前の段階で、供給通路内において求められた廃棄物の供給量に基づいて、スクリュー式フィーダの送り速度の制御を行っているため、廃棄物の供給量の制御の際の時間的な遅延は解消される。これにより、廃棄物の急激な増減に即座に対応でき、このため、ＣＯの発生を良好に抑制でき、ＣＯ濃度のピークの発生を防止することができる。
【００１８】
また、上記一軸スクリュー式フィーダで送り出される廃棄物の盛り上がりは、先ず、一方の検出用板体の側で発生し、次に、他方の検出用板体の側に遅れて発生する。このため、制御部は、他方の検出用板体の傾斜角度が所定角度以下になった場合にのみ、上記一方の検出用板体による検出時よりもさらに迅速にスクリュー式フィーダの送り速度を低減する。これにより、一方の検出用板体では迅速に対応しきれない極端な「廃棄物のどか落ち」を他方の側端部検出用板体で検出することができる。
【００１９】
本第４発明における燃焼装置の廃棄物供給装置は、一方の検出用板体は第１支軸に取付けられ、
他方の検出用板体は第２支軸に取付けられ、
第１角度検出装置として、第１支軸の回動角度から一方の検出用板体の傾斜角度を検出する第１エンコーダが第１支軸に接続され、
第２角度検出装置として、第２支軸の回動角度から他方の検出用板体の傾斜角度を検出する第２エンコーダが第２支軸に接続されているものである。
【００２０】
本第５発明における燃焼装置の廃棄物供給装置は、検出用板体の遊端部が供給通路の出口部に位置しているものである。
これによると、供給通路の出口部における廃棄物の高さの上下変動が検出用板体の傾斜角度によって検出されるため、より一層正確な廃棄物の供給量が求められる。
【００２１】
本第６発明における燃焼装置の廃棄物供給装置は、検出用板体の遊端部が付勢手段によって下向きに付勢されているものである。
これによると、検出用板体の遊端部は、付勢手段の付勢力による一定の力で、スクリュー式フィーダで送られる廃棄物の上面を上方から下方へ押さえる。このため、廃棄物中に存在する空間部が埋まり、廃棄物のかさ比重のばらつきの範囲が狭められて均一化され、その結果、より一層正確な廃棄物の供給量が求められる。
【００２２】
本第７発明における燃焼装置の廃棄物供給装置は、燃焼装置として流動床式ごみ焼却炉が用いられているものである。
これによると、求められたごみの量が多い場合は、スクリュー式フィーダの送り速度（回転数）を低減することにより、ごみの供給量が低減し、一度に多量のごみが流動床式ごみ焼却炉へ供給されることを防止できる。
【００２３】
反対に、求められたごみの量が少ない場合は、スクリュー式フィーダの送り速度（回転数）を増加することにより、ごみの供給量が増加し、上記ごみ焼却炉へ供給されるごみの量が急激に減少することを防止できる。
【００２４】
本第８発明における燃焼装置の廃棄物供給装置は、スクリュー式フィーダのスクリューのピッチを、供給通路の入口部側に比べて出口部側ほど広げたものである。
【００２５】
これによると、上記入口部側から一定量入った廃棄物が出口部側で詰まってしまうことを防止し得る。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の第１の実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。
図４に示すように、１は燃焼装置の一例である流動床式ごみ焼却炉であり、内部にけい砂等の耐熱性粉粒体が流動媒体２として充填されており、高圧空気により流動化された流動媒体２の中でごみ３（廃棄物の一例）の乾燥および燃焼を行うものである。
【００２７】
上記ごみ焼却炉１には、内部に流動層部４と一次燃焼室５と二次燃焼室６とが形成され、さらに、一次空気（流動化空気）供給部７と二次空気供給ノズル８と燃焼ガス排出口９と酸素濃度計測装置１２と一酸化炭素濃度計測装置１３とが設けられている。
【００２８】
また、上記ごみ３は給じん装置１４（供給装置の一例）によってごみ焼却炉１内へ供給され、上記給じん装置１４とごみ焼却炉１とはごみ流入通路１１を介して接続されている。
【００２９】
図１に示すように、上記給じん装置１４は、ごみ３を一時貯留するごみホッパ１５と、このごみホッパ１５の下部から上記ごみ焼却炉１のごみ流入通路１１へ連通する横方向のごみ供給通路１６と、このごみ供給通路１６内に設けられてごみ３をごみホッパ１５からごみ流入通路１１へ送り出す２軸スクリュー式フィーダ１７（供給機の一例）とで構成されている。
【００３０】
図１，図３に示すように、上記スクリュー式フィーダ１７は、２本の並列した横方向の回転軸１８ａ，１８ｂと、これら回転軸１８ａ，１８ｂを中心にして回転するスクリュー１９ａ，１９ｂと、これら両回転軸１８ａ，１８ｂを互いに逆方向Ｆへ回転駆動させる回転駆動装置２０とで構成されている。尚、上記各スクリュー１９ａ，１９ｂのピッチＰはごみ供給通路１６の入口部２１側に比べて出口部２２側ほど広げられている。
【００３１】
上記ごみ供給通路１６内の出口部２２の手前側上部には、スクリュー式フィーダ１７で送られるごみ３の量を検出する複数のフラッパ２３，２４（検出用板体の一例）が設けられている。上記各フラッパ２３，２４はそれぞれ、遊端部が揺動中心よりも下流側に向くとともに送り出されるごみ３に上方から接触して上下方向に揺動自在であり、このうち、両側端部フラッパ２３（側端部検出用板体の一例）は両スクリュー１９ａ，１９ｂの外側方の上方に位置し、両側端部フラッパ２３間に設けられた中央部フラッパ２４（中央部検出用板体の一例）は両スクリュー１９ａ，１９ｂ間の上方に位置している。尚、上記各フラッパ２３，２４は遊端部（下部）ほど幅の狭い三角形の板材であり、各フラッパ２３，２４の遊端部はごみ供給通路１６の出口部２２に位置している。
【００３２】
上記両側端部フラッパ２３は、ごみ供給通路１６内のごみ送出経路２６に横方向から直交する第１支軸２７に取付けられており、同様に、上記中央部フラッパ２４は、上記ごみ送出経路２６に横方向から直交する第２支軸２８に取付けられている。このうち上記第２支軸２８は円管状に形成され、上記第１支軸２７のほぼ半分が第２支軸２８内に挿通されている。また、上記一方のスクリュー１９ｂ側に位置する一方の側端部フラッパ２３は、第２支軸２８に形成された切欠開口部３９に挿通されて上記第１支軸２７に取付けられている。上記第１および第２支軸２７，２８は、同一の軸心を中心にして回動自在に、給じん装置１４のフレーム２９に支持されている。尚、上記両側端部フラッパ２３と中央部フラッパ２４との揺動中心は上記第１および第２支軸２７，２８の軸心と一致している。
【００３３】
上記第１支軸２７の端部には、この第１支軸２７の回動角度から両側端部フラッパ２３の傾斜角度αを検出する第１エンコーダ３１（第１角度検出装置の一例）が接続されており、同様に、上記第２支軸２８の端部には、この第２支軸２８の回動角度から中央部フラッパ２４の傾斜角度αを検出する第２エンコーダ３２（第２角度検出装置の一例）が接続されている。
【００３４】
また、給じん装置１４には、上記第１および第２エンコーダ３１，３２で検出された検出値に基づいてごみ供給通路１６を通過するごみ３の量を求め、上記回転駆動装置２０を制御してスクリュー式フィーダ１７の送り速度（すなわち回転軸１８ａ，１８ｂの回転数）を増減させる制御部３４が備えられている。
【００３５】
すなわち、図２に示すように、上記エンコーダ３１，３２で検出されたフラッパ２３，２４の傾斜角度αに基づいて、ごみ供給通路１６の天井部３０からごみ供給通路１６内のごみ３の上端までの距離Ｄが算出され、上記ごみ供給通路１６の底部を基準としたごみ３の高さをＨとし、ごみ供給通路１６の底部から上記天井部３０までの高さをＨａ（一定値）とすると、上記ごみ３の高さＨは次の式で求められる。
Ｈ＝Ｈａ−Ｄ
さらに、上記の式で求められたごみ３の高さＨに基づいてごみ供給通路１６を通過するごみ３の量が算出される。
【００３６】
また、図１に示すように、上記ごみ流入通路１１の上端部には、ごみ供給通路１６の出口部２２から排出されたごみ３を解砕する（ほぐす）解砕機３５が設けられている。この解砕機３５は、ごみ流入通路１１の上端部内に下向きに垂設された回転軸３６と、この回転軸３６を中心にして回転するスクリュー３７と、回転軸３６を回転駆動させる回転駆動装置３８とで構成されている。
【００３７】
以下に、上記構成における作用を説明する。
一定の大きさ以下に破砕されたごみ３は一旦給じん装置１４のごみホッパ１５内に一時貯留され、スクリュー式フィーダ１７の回転駆動装置２０によって両回転軸１８ａ，１８ｂと一体にスクリュー１９ａ，１９ｂが互いに逆方向Ｆへ回転することにより、上記ごみ３は、ごみホッパ１５内からごみ供給通路１６を経て、出口部２２からごみ流入通路１１内へ送り出される。
【００３８】
この際、図２に示すように、ごみ３の量が多いほどごみ供給通路１６内のごみ３の高さＨ（盛り上がり）が高くなる。したがって、スクリュー式フィーダ１７で送られるごみ３の量が増加すると、これに対応してごみ３の高さＨが上昇するため、その上昇分だけ、側端部フラッパ２３の遊端部が上方に変位して側端部フラッパ２３の傾斜角度αが小さくなり、この傾斜角度αの変化に応じて、第１支軸２７が回動する。
【００３９】
反対に、スクリュー式フィーダ１７で送られるごみ３の量が減少すると、これに対応してごみ３の高さＨが下降するため、その下降分だけ、側端部フラッパ２３の遊端部が下方に変位して側端部フラッパ２３の傾斜角度αが大きくなり、この傾斜角度αの変化に応じて、第１支軸２７が回動する。
【００４０】
このように、ごみ３の量の増減に応じた上記第１支軸２７の回動に基づいて、上記側端部フラッパ２３の傾斜角度αが第１エンコーダ３１によって検出され、検出された側端部フラッパ２３の傾斜角度αからごみ３の高さＨが求められ、このごみ３の高さＨから最終的にごみ３の量が求められる。
【００４１】
このようにして求められたごみ３の量が多い場合は、制御部３４が回転駆動装置２０を制御して両回転軸１８ａ，１８ｂの回転数を低減する。これにより、スクリュー式フィーダ１７の送り速度が低減し、出口部２２からごみ流入通路１１へのごみ３の供給量が低減される。これによって、一度に多量のごみ３が流動床式ごみ焼却炉１へ供給されること（ごみのどか落ち）を防止でき、ごみ焼却炉１でのごみ３の燃焼が安定する。
【００４２】
反対に、側端部フラッパ２３の傾斜角度αから求められたごみ３の量が少ない場合は、制御部３４が回転駆動装置２０を制御して両回転軸１８ａ，１８ｂの回転数を増加する。これにより、スクリュー式フィーダ１７の送り速度が増加し、出口部２２からごみ流入通路１１へのごみ３の供給量が増加される。これによって、流動床式ごみ焼却炉１へ供給されるごみ３の量が急激に減少することを防止でき、ごみ焼却炉１でのごみ３の燃焼が安定する。
【００４３】
このように、ごみ３の高さＨの上下変動を側端部フラッパ２３の傾斜角度αによって検出し、検出した傾斜角度αからごみ３の供給量を求めるため、ごみ３の供給量を正確に把握し得る。また、ごみ３が燃焼するより以前の段階で、ごみ供給通路１６内において求められたごみ３の供給量に基づいて、スクリュー式フィーダ１７の送り速度の制御を行っているため、ごみ３の供給量の制御の際の時間的な遅延は解消される。
【００４４】
上記のように、通常は、側端部フラッパ２３のみの傾斜角度αによってスクリュー式フィーダ１７の送り速度を制御しているが、中央部フラッパ２４も上述した側端部フラッパ２３と同様に作動する。この際、図３に示すように、スクリュー式フィーダ１７で送り出されるごみ３の盛り上がりは、先ず、両側端部フラッパ２３の側Ａで発生し、次に、中央部フラッパ２４の側Ｂに遅れて発生する。このため、制御部３４は、中央部フラッパ２４の傾斜角度αが所定角度以下になった場合にのみ、上記側端部フラッパ２３による検出時よりもさらに迅速にスクリュー式フィーダ１７の送り速度を低減する。これにより、両側端部フラッパ２３では迅速に対応しきれない極端な「ごみ３のどか落ち」を中央部フラッパ２４で検出することができる。
【００４５】
また、図１に示すように、各フラッパ２３，２４の遊端部はごみ供給通路１６の出口部２２に位置しているため、上記出口部２２におけるごみ３の高さＨの上下変動が各フラッパ２３，２４の傾斜角度αによって検出され、したがって、より一層正確なごみ３の供給量が求められる。
【００４６】
また、図１に示すように、スクリュー式フィーダ１７のスクリュー１９ａ，１９ｂのピッチＰをごみ供給通路１６の入口部２１側に比べて出口部２２側ほど広げているため、入口部２１側から一定量入ったごみ３が出口部２２側で詰まってしまうことを防止し得る。
【００４７】
また、解砕機３５の回転駆動装置３８によってスクリュー３７が回転軸３６を中心にして回転することにより、ごみ３は、スクリュー式フィーダ１７の出口部２２から排出される際、上記解砕機３５のスクリュー３７でほぐされ、ごみ焼却炉１内へ供給される。これにより、ごみ３の塊をある程度無くすことができる。
【００４８】
図５は、実験で得られたデータに基づいて、スクリュー式フィーダ１７の両回転軸１８ａ，１８ｂの回転数と、ごみ３までの距離Ｄと、ごみ焼却炉１から排出される燃焼排ガス中のＣＯ（一酸化炭素）およびＯ２（酸素）の含有量との関係を時間ごとに示したグラフである。
【００４９】
上記実験は次のような条件で行われた。すなわち、ごみ３は乾燥したものを用い、その水分含有率は約１０％であった。また、ごみ３の供給量を公称３５０ｋｇ／時（この際のスクリュー式フィーダ１７の両回転軸１８ａ，１８ｂの回転数が５０回／分）に設定した場合のごみ焼却炉１の排ガス中の酸素含有率が９％になるように一次空気（流動化空気）および二次空気の供給量を定めた。また、第１エンコーダ３１によって検出された側端部フラッパ２３の傾斜角度αの５秒間の平均値を算出し、この平均値に基づいて上記両回転軸１８ａ，１８ｂの回転数を制御した。
【００５０】
上記図５のグラフ（ａ）に示すように、前半Ｘａの範囲において、側端部フラッパ２３の揺動によって検出されるごみ３までの距離Ｄが上下に変動するのに対し、上記両回転軸１８ａ，１８ｂの回転数を一定（５０回／分）に維持した場合、ごみ焼却炉１へのごみ３の供給量が不安定となり、グラフ（ｂ）に示すように、前半Ｘｂの範囲において、ＣＯの大きなピークＱがいくつか出現するといった不具合が生じた。
【００５１】
これに対して、グラフ（ａ）に示すように、後半Ｙａの範囲において、側端部フラッパ２３の揺動によって検出されるごみ３までの距離Ｄが増加した際（すなわ図２に示すようにちごみ３の高さＨが低下した際）、上記両回転軸１８ａ，１８ｂの回転数を増大させ、反対に、上記ごみ３までの距離Ｄが減少した際（すなわちごみ３の高さＨが上昇した際）、上記両回転軸１８ａ，１８ｂの回転数を低減させるといった制御を行った場合、ごみ焼却炉１へのごみ３の供給量が安定化し、グラフ（ｂ）に示すように、後半Ｙｂの範囲において、ＣＯの含有量が低減されピークＱもほとんど発生しないことが確認された。
【００５２】
上記実施の形態では、図２に示すように、両側端部フラッパ２３と中央部フラッパ２４とを設けているが、どちらか一方のフラッパ（２３または２４）のみを設けたものであってもよい。
【００５３】
上記実施の形態では、スクリュー式フィーダ１７のスクリュー１９ａ，１９ｂのピッチＰをごみ供給通路１６の入口部２１側に比べて出口部２２側ほど広げているが、本発明の第２の実施の形態として、図６に示すように、上記各ピッチＰを同一に形成してもよい。この場合、スクリュー式フィーダ１７の天井部３０を出口部２２側で一段高く形成して、スクリュー１９ａ，１９ｂと上記天井部３０との間に十分な上部空間４５を確保している。このように、上部空間４５を確保することによって、入口部２１側から一定量入ったごみ３が出口部２２側で詰まってしまうことを防止し得る。
【００５４】
次に、本発明の第３の実施の形態を図７に基づいて説明する。
すなわち、上記各フラッパ２３，２４の遊端部が付勢手段の一例である圧縮コイルばね４８（または板ばね等）によって下向きに付勢されている。これによると、各フラッパ２３，２４の遊端部は、ごみ３の上面に接触した際、圧縮コイルばね４８の付勢力によって上方から下向きにごみ３を押圧するため、ごみ３の中に存在する空間部が埋まり跳ね返りが抑えられる。これにより、ごみ３のかさ比重のばらつきの範囲が狭められて均一化され、その結果、より一層正確なごみ３の供給量が求められる。
【００５５】
上記第３の実施の形態では、付勢手段の一例として圧縮コイルばね４８を用いたが、ウエイトを各フラッパ２３，２４の遊端部に取付けて、各フラッパ２３，２４の遊端部を下向きに付勢してもよい。
【００５６】
また、上記第１の実施の形態では図３に示すように、２本の回転軸１８ａ，１８ｂを有する二軸のスクリュー式フィーダ１７を用いたが、本発明の第４の実施の形態として、図８に示すように、一方向Ｇへ回転する１本の回転軸１８を有するスクリュー式フィーダ１７を用いてもよい。この場合、中央部フラッパ２４は無く、一方の側端部フラッパ２３ａ（一方の検出用板体の一例）が第１支軸２７に取付けられており、他方の側端部フラッパ２３ｂ（他方の検出用板体の一例）が第２支軸２８に取付けられている。
【００５７】
これによると、通常、第１エンコーダ３１によって検出された一方の側端部フラッパ２３ａの傾斜角度αに基づいて、上記回転軸１８の回転数が増減される。この際、スクリュー式フィーダ１７で送り出されるごみ３の盛り上がりは、先ず、一方の側端部フラッパ２３ａの側Ａで発生し、次に、他方の側端部フラッパ２３ｂの側Ｂに遅れて発生する。このため、制御部３４は、他方の側端部フラッパ２３ｂの傾斜角度αが所定角度以下になった場合にのみ、上記一方の側端部フラッパ２３ａによる検出時よりもさらに迅速にスクリュー式フィーダ１７の送り速度を低減する。これにより、一方の側端部フラッパ２３ａでは迅速に対応しきれない極端な「ごみ３のどか落ち」を他方の側端部フラッパ２３ｂで検出することができる。
【００５８】
上記各第１〜第４の実施の形態では、供給機の一例としてスクリュー式フィーダ１７を用いたが、スクリュー式に限らず、コンベヤ式フィーダを用いてもよい。
【００５９】
【発明の効果】
本第１発明によると、通常、廃棄物の高さの上下変動を側端部検出用板体の傾斜角度によって検出し、検出した傾斜角度から廃棄物の供給量を求めるため、廃棄物の供給量を正確に検知し得る。また、廃棄物が燃焼するより以前の段階で、供給通路内において求められた廃棄物の供給量に基づいて、スクリュー式フィーダの送り速度の制御を行っているため、廃棄物の供給量の制御の際の時間的な遅延は解消される。これにより、廃棄物の急激な増減に即座に対応でき、このため、ＣＯの発生を良好に抑制でき、ＣＯ濃度のピークの発生を防止することができる。
【００６０】
また、上記二軸スクリュー式フィーダで送り出される廃棄物の盛り上がりは、先ず、側端部検出用板体の側で発生し、次に、中央部検出用板体の側に遅れて発生する。このため、制御部は、中央部検出用板体の傾斜角度が所定角度以下になった場合にのみ、上記側端部検出用板体による検出時よりもさらに迅速にスクリュー式フィーダの送り速度を低減する。これにより、側端部検出用板体では迅速に対応しきれない極端な「廃棄物のどか落ち」を中央部検出用板体で検出することができる。
【００６１】
本第３発明によると、通常、廃棄物の高さの上下変動を一方の検出用板体の傾斜角度によって検出し、検出した傾斜角度から廃棄物の供給量を求めるため、廃棄物の供給量を正確に検知し得る。また、廃棄物が燃焼するより以前の段階で、供給通路内において求められた廃棄物の供給量に基づいて、スクリュー式フィーダの送り速度の制御を行っているため、廃棄物の供給量の制御の際の時間的な遅延は解消される。これにより、廃棄物の急激な増減に即座に対応でき、このため、ＣＯの発生を良好に抑制でき、ＣＯ濃度のピークの発生を防止することができる。
【００６２】
また、上記一軸スクリュー式フィーダで送り出される廃棄物の盛り上がりは、先ず、一方の検出用板体の側で発生し、次に、他方の検出用板体の側に遅れて発生する。このため、制御部は、他方の検出用板体の傾斜角度が所定角度以下になった場合にのみ、上記一方の検出用板体による検出時よりもさらに迅速にスクリュー式フィーダの送り速度を低減する。これにより、一方の検出用板体では迅速に対応しきれない極端な「廃棄物のどか落ち」を他方の検出用板体で検出することができる。
【００６３】
本第５発明によると、供給通路の出口部における廃棄物の高さの上下変動が検出用板体の傾斜角度によって検出されるため、より一層正確な廃棄物の供給量が求められる。
【００６４】
本第６発明によると、検出用板体の遊端部は、スクリュー式フィーダで送られる廃棄物の上面を、付勢手段の付勢力で上方から下方へ押さえる。このため、廃棄物中に存在する空間部が埋まり、廃棄物のかさ比重のばらつきの範囲が狭められて均一化され、その結果、より一層正確な廃棄物の供給量が求められる。
【００６５】
本第７発明によると、求められたごみの量が多い場合は、スクリュー式フィーダの送り速度（回転数）を低減することにより、ごみの供給量が低減し、一度に多量のごみが流動床式ごみ焼却炉へ供給されることを防止できる。
【００６６】
反対に、求められたごみの量が少ない場合は、スクリュー式フィーダの送り速度（回転数）を増加することにより、ごみの供給量が増加し、上記ごみ焼却炉へ供給されるごみの量が急激に減少することを防止できる。
【００６７】
本第８発明によると、供給通路の入口部側から一定量入った廃棄物が出口部側で詰まってしまうことを防止し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第１の実施の形態における供給装置の構成を示す側面から見た断面図である。
【図2】 同、供給装置の検出用板体の拡大側面図である。
【図3】 図１におけるＺ−Ｚ矢視図である。
【図4】 同、供給装置を備えたごみ焼却炉の構成を示す断面図である。
【図5】 （ａ）実験で得られたデータに基づいて、スクリュー式フィーダの回転数とごみまでの距離とを時間ごとに示したグラフである。
（ｂ）実験で得られたデータに基づいて、燃焼排ガス中のＣＯおよびＯ２の含有量を時間ごとに示したグラフである。
【図6】 本発明の第２の実施の形態における供給装置の構成を示す側面から見た断面図である。
【図7】 本発明の第３の実施の形態における供給装置の構成を示す側面から見た一部拡大断面図である。
【図8】 本発明の第４の実施の形態における供給装置の出口部側から見た図である。
【符号の説明】
１ 流動床式ごみ焼却炉（燃焼装置）
３ ごみ（廃棄物）
１４ 給じん装置（供給装置）
１６ ごみ供給通路
１７ スクリュー式フィーダ（供給機）
１９，１９ａ，１９ｂ スクリュー
２１ 入口部
２２ 出口部
２３，２３ａ，２３ｂ 側端部フラッパ（側端部検出用板体）
２４ 中央部フラッパ（中央部検出用板体）
３１，３２ 第１，第２エンコーダ（第１，第２角度検出装置）
３４ 制御部
４８ 圧縮コイルばね（付勢手段）
α 傾斜角度
Ｈ ごみの高さ
Ｐ ピッチ
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼装置へ廃棄物を供給する供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ごみ焼却炉の一形式である流動床式ごみ焼却炉にごみを供給するには、通常、スクリュー式フィーダなどのごみ供給装置が用いられている。このようなフィーダを用いてごみを供給する際、ごみは前以って所定の大きさ以下に破砕されているが、ごみの量が急激に増加する「ごみのどか落ち」が発生して、炉床酸素濃度が大幅に変動し、その結果、燃焼排ガス中に未燃分が多量に残って大気中に有害物質を排出することになった。
【０００３】
この対策としては、特公平５−５１８１５号公報に示されるように、流動床式ごみ焼却炉に、１次空気を供給して流動床の流動媒体を流動させる１次送風機と、フリーボートに２次空気を供給する２次送風機と、ごみ等の焼却物を流動床式ごみ焼却炉内に供給する給じん装置と、排ガス中の酸素濃度を検出する排ガス酸素濃度検出センサと、炉床部の酸素濃度を検出する炉床部酸素濃度検出センサと、炉内の明るさを検出する明るさ検出センサと、上記排ガス酸素濃度検出センサの検出信号により上記２次送風機からの２次空気量を調整して排ガス中の酸素濃度を所定値に制御する２次空気制御系とが設けられており、さらに、上記２次空気制御系に、排ガス酸素濃度検出センサの検出時間遅れを上記明るさ検出センサの検出信号により補正する補正制御系が付加され、これに加えて、炉床酸素濃度および明るさが所定値になるように上記給じん装置から供給されるごみの量を制御する投入量制御系が設けられている。
【０００４】
これによると、上記特公平５−５１８１５号公報では、上記明るさ検出センサと炉床部酸素濃度検出センサとの検出時を基準にして２次空気の供給量とごみの投入量（供給量）とを制御しているが、明るさ検出センサはごみの燃焼で発生した燃焼ガスが２次燃焼した際の明るさを検出しており、同様に、炉床部酸素濃度検出センサはごみが燃焼した後の酸素濃度を検出しているため、明るさ検出センサと炉床部酸素濃度検出センサとを用いても、供給されたごみが一旦燃焼した後の検出情報を基に制御を行うことになり、ごみの供給量の制御に時間的な遅延が生じてしまうといった問題があった。
【０００５】
このような供給量制御時の時間的な遅延を解消する方法として、例えば特開平３−２７９７０４号公報に示されるものがある。これによると、廃棄物を給塵機から焼却炉に向けて供給するシュートに、光電スイッチを用いた供給量測定装置が設けられている。そして、上記供給量測定装置の測定値に基づいて廃棄物の供給量を調整すると共に流動用空気と２次空気とを調整している。
【０００６】
これによると、廃棄物が燃焼するより以前の段階で、上記シュートを落下する廃棄物の量を測定し、廃棄物の供給量を調整しているため、廃棄物の供給量の制御の際の時間的な遅延は解消される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来形式では、ごみのどか落ちの回数は検出されるが、各ごみのどか落ちの規模がどれくらいの大きさで発生しているかを正確に把握することができないといった問題があった。これに対して、ごみ供給装置の上方にカメラ等の撮像装置を設け、この撮像装置でごみの供給状態を上方から監視および画像記録し画像処理することも提案されているが、この方法では、ごみのどか落ちを面としての大きさでしか把握することができないため、ごみ供給量を正確に検出することは困難であり、また、画像の解析が煩雑であるといった問題があった。
【０００８】
本発明は、廃棄物の供給量を正確に求めることができ、求められた値に基づいて廃棄物の供給量を制御する際の時間的な遅延を解消することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本第１発明における燃焼装置の廃棄物供給装置は、燃焼装置へ廃棄物を供給する供給装置であって、
上記燃焼装置へ連通する供給通路内に、廃棄物を燃焼装置へ送り出す二軸スクリュー式フィーダが設けられ、
上記供給通路内の上部に、上記スクリュー式フィーダで送られる廃棄物の量を検出する複数の検出用板体が設けられ、
上記各検出用板体は、その遊端部が揺動中心よりも下流側に向くとともに送り出される廃棄物に上方から接触して上下方向に揺動自在であり、
上記複数の検出用板体のうち、側端部検出用板体が上記二軸スクリュー式フィーダの両スクリューの外側方の上方に位置し、これら両側端部検出用板体間に設けられた中央部検出用板体が上記両スクリュー間の上方に位置しており、
上記側端部検出用板体の傾斜角度を検出する第１角度検出装置と、上記中央部検出用板体の傾斜角度を検出する第２角度検出装置と、
上記第１および第２角度検出装置により検出された傾斜角度に応じて、上記スクリュー式フィーダの送り速度を増減させる制御部とが設けられているものである。
【００１０】
これによると、スクリュー式フィーダで送られる廃棄物の量が増減すると、これに対応して廃棄物の高さが上下に変動するため、その変動分だけ、側端部検出用板体の遊端部が上下方向に変位して側端部検出用板体の傾斜角度が変化する。この側端部検出用板体の傾斜角度の変化は第１角度検出装置により検出され、第１角度検出装置により検出された側端部検出用板体の傾斜角度から廃棄物の量が求められる。
【００１１】
このようにして求められた廃棄物の量が多い場合は、スクリュー式フィーダの送り速度を低減することにより、廃棄物の供給量が低減し、一度に多量の廃棄物が燃焼装置へ供給されることを防止でき、燃焼装置での廃棄物の燃焼が安定する。
【００１２】
反対に、側端部検出用板体の傾斜角度から求められた廃棄物の量が少ない場合は、スクリュー式フィーダの送り速度を増加することにより、廃棄物の供給量が増加し、燃焼装置へ供給される廃棄物の量が急激に減少することを防止でき、燃焼装置での廃棄物の燃焼が安定する。
【００１３】
このように、通常、廃棄物の高さの上下変動を側端部検出用板体の傾斜角度によって検出し、検出した傾斜角度から廃棄物の供給量を求めるため、廃棄物の供給量を正確に検知し得る。また、廃棄物が燃焼するより以前の段階で、供給通路内において求められた廃棄物の供給量に基づいて、スクリュー式フィーダの送り速度の制御を行っているため、廃棄物の供給量の制御の際の時間的な遅延は解消される。
【００１４】
また、上記二軸スクリュー式フィーダで送り出される廃棄物の盛り上がりは、先ず、側端部検出用板体の側で発生し、次に、中央部検出用板体の側に遅れて発生する。このため、制御部は、中央部検出用板体の傾斜角度が所定角度以下になった場合にのみ、上記側端部検出用板体による検出時よりもさらに迅速にスクリュー式フィーダの送り速度を低減す る。これにより、側端部検出用板体では迅速に対応しきれない極端な「廃棄物のどか落ち」を中央部検出用板体で検出することができる。
【００１５】
本第２発明における燃焼装置の廃棄物供給装置は、側端部検出用板体は第１支軸に取付けられ、
中央部検出用板体は第２支軸に取付けられ、
第１角度検出装置として、第１支軸の回動角度から側端部検出用板体の傾斜角度を検出する第１エンコーダが第１支軸に接続され、
第２角度検出装置として、第２支軸の回動角度から中央部検出用板体の傾斜角度を検出する第２エンコーダが第２支軸に接続されているものである。
【００１６】
本第３発明における燃焼装置の廃棄物供給装置は、燃焼装置へ廃棄物を供給する供給装置であって、
上記燃焼装置へ連通する供給通路内に、廃棄物を燃焼装置へ送り出す一軸スクリュー式フィーダが設けられ、
上記供給通路内の上部に、上記スクリュー式フィーダで送られる廃棄物の量を検出する複数の検出用板体が設けられ、
上記各検出用板体は、その遊端部が揺動中心よりも下流側に向くとともに送り出される廃棄物に上方から接触して上下方向に揺動自在であり、且つ、上記一軸スクリュー式フィーダのスクリューの両外側方の上方に位置しており、
一方の検出用板体の傾斜角度を検出する第１角度検出装置と、他方の検出用板体の傾斜角度を検出する第２角度検出装置と、
上記第１および第２角度検出装置により検出された傾斜角度に応じて、上記スクリュー式フィーダの送り速度を増減させる制御部とが設けられているものである。
【００１７】
これによると、通常、廃棄物の高さの上下変動を一方の検出用板体の傾斜角度によって検出し、検出した傾斜角度から廃棄物の供給量を求めるため、廃棄物の供給量を正確に検知し得る。また、廃棄物が燃焼するより以前の段階で、供給通路内において求められた廃棄物の供給量に基づいて、スクリュー式フィーダの送り速度の制御を行っているため、廃棄物の供給量の制御の際の時間的な遅延は解消される。これにより、廃棄物の急激な増減に即座に対応でき、このため、ＣＯの発生を良好に抑制でき、ＣＯ濃度のピークの発生を防止することができる。
【００１８】
また、上記一軸スクリュー式フィーダで送り出される廃棄物の盛り上がりは、先ず、一方の検出用板体の側で発生し、次に、他方の検出用板体の側に遅れて発生する。このため、制御部は、他方の検出用板体の傾斜角度が所定角度以下になった場合にのみ、上記一方の検出用板体による検出時よりもさらに迅速にスクリュー式フィーダの送り速度を低減する。これにより、一方の検出用板体では迅速に対応しきれない極端な「廃棄物のどか落ち」を他方の側端部検出用板体で検出することができる。
【００１９】
本第４発明における燃焼装置の廃棄物供給装置は、一方の検出用板体は第１支軸に取付けられ、
他方の検出用板体は第２支軸に取付けられ、
第１角度検出装置として、第１支軸の回動角度から一方の検出用板体の傾斜角度を検出する第１エンコーダが第１支軸に接続され、
第２角度検出装置として、第２支軸の回動角度から他方の検出用板体の傾斜角度を検出する第２エンコーダが第２支軸に接続されているものである。
【００２０】
本第５発明における燃焼装置の廃棄物供給装置は、検出用板体の遊端部が供給通路の出口部に位置しているものである。
これによると、供給通路の出口部における廃棄物の高さの上下変動が検出用板体の傾斜角度によって検出されるため、より一層正確な廃棄物の供給量が求められる。
【００２１】
本第６発明における燃焼装置の廃棄物供給装置は、検出用板体の遊端部が付勢手段によって下向きに付勢されているものである。
これによると、検出用板体の遊端部は、付勢手段の付勢力による一定の力で、スクリュー式フィーダで送られる廃棄物の上面を上方から下方へ押さえる。このため、廃棄物中に存在する空間部が埋まり、廃棄物のかさ比重のばらつきの範囲が狭められて均一化され、その結果、より一層正確な廃棄物の供給量が求められる。
【００２２】
本第７発明における燃焼装置の廃棄物供給装置は、燃焼装置として流動床式ごみ焼却炉が用いられているものである。
これによると、求められたごみの量が多い場合は、スクリュー式フィーダの送り速度（回転数）を低減することにより、ごみの供給量が低減し、一度に多量のごみが流動床式ごみ焼却炉へ供給されることを防止できる。
【００２３】
反対に、求められたごみの量が少ない場合は、スクリュー式フィーダの送り速度（回転数）を増加することにより、ごみの供給量が増加し、上記ごみ焼却炉へ供給されるごみの量が急激に減少することを防止できる。
【００２４】
本第８発明における燃焼装置の廃棄物供給装置は、スクリュー式フィーダのスクリューのピッチを、供給通路の入口部側に比べて出口部側ほど広げたものである。
【００２５】
これによると、上記入口部側から一定量入った廃棄物が出口部側で詰まってしまうことを防止し得る。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の第１の実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。
図４に示すように、１は燃焼装置の一例である流動床式ごみ焼却炉であり、内部にけい砂等の耐熱性粉粒体が流動媒体２として充填されており、高圧空気により流動化された流動媒体２の中でごみ３（廃棄物の一例）の乾燥および燃焼を行うものである。
【００２７】
上記ごみ焼却炉１には、内部に流動層部４と一次燃焼室５と二次燃焼室６とが形成され、さらに、一次空気（流動化空気）供給部７と二次空気供給ノズル８と燃焼ガス排出口９と酸素濃度計測装置１２と一酸化炭素濃度計測装置１３とが設けられている。
【００２８】
また、上記ごみ３は給じん装置１４（供給装置の一例）によってごみ焼却炉１内へ供給され、上記給じん装置１４とごみ焼却炉１とはごみ流入通路１１を介して接続されている。
【００２９】
図１に示すように、上記給じん装置１４は、ごみ３を一時貯留するごみホッパ１５と、このごみホッパ１５の下部から上記ごみ焼却炉１のごみ流入通路１１へ連通する横方向のごみ供給通路１６と、このごみ供給通路１６内に設けられてごみ３をごみホッパ１５からごみ流入通路１１へ送り出す２軸スクリュー式フィーダ１７（供給機の一例）とで構成されている。
【００３０】
図１，図３に示すように、上記スクリュー式フィーダ１７は、２本の並列した横方向の回転軸１８ａ，１８ｂと、これら回転軸１８ａ，１８ｂを中心にして回転するスクリュー１９ａ，１９ｂと、これら両回転軸１８ａ，１８ｂを互いに逆方向Ｆへ回転駆動させる回転駆動装置２０とで構成されている。尚、上記各スクリュー１９ａ，１９ｂのピッチＰはごみ供給通路１６の入口部２１側に比べて出口部２２側ほど広げられている。
【００３１】
上記ごみ供給通路１６内の出口部２２の手前側上部には、スクリュー式フィーダ１７で送られるごみ３の量を検出する複数のフラッパ２３，２４（検出用板体の一例）が設けられている。上記各フラッパ２３，２４はそれぞれ、遊端部が揺動中心よりも下流側に向くとともに送り出されるごみ３に上方から接触して上下方向に揺動自在であり、このうち、両側端部フラッパ２３（側端部検出用板体の一例）は両スクリュー１９ａ，１９ｂの外側方の上方に位置し、両側端部フラッパ２３間に設けられた中央部フラッパ２４（中央部検出用板体の一例）は両スクリュー１９ａ，１９ｂ間の上方に位置している。尚、上記各フラッパ２３，２４は遊端部（下部）ほど幅の狭い三角形の板材であり、各フラッパ２３，２４の遊端部はごみ供給通路１６の出口部２２に位置している。
【００３２】
上記両側端部フラッパ２３は、ごみ供給通路１６内のごみ送出経路２６に横方向から直交する第１支軸２７に取付けられており、同様に、上記中央部フラッパ２４は、上記ごみ送出経路２６に横方向から直交する第２支軸２８に取付けられている。このうち上記第２支軸２８は円管状に形成され、上記第１支軸２７のほぼ半分が第２支軸２８内に挿通されている。また、上記一方のスクリュー１９ｂ側に位置する一方の側端部フラッパ２３は、第２支軸２８に形成された切欠開口部３９に挿通されて上記第１支軸２７に取付けられている。上記第１および第２支軸２７，２８は、同一の軸心を中心にして回動自在に、給じん装置１４のフレーム２９に支持されている。尚、上記両側端部フラッパ２３と中央部フラッパ２４との揺動中心は上記第１および第２支軸２７，２８の軸心と一致している。
【００３３】
上記第１支軸２７の端部には、この第１支軸２７の回動角度から両側端部フラッパ２３の傾斜角度αを検出する第１エンコーダ３１（第１角度検出装置の一例）が接続されており、同様に、上記第２支軸２８の端部には、この第２支軸２８の回動角度から中央部フラッパ２４の傾斜角度αを検出する第２エンコーダ３２（第２角度検出装置の一例）が接続されている。
【００３４】
また、給じん装置１４には、上記第１および第２エンコーダ３１，３２で検出された検出値に基づいてごみ供給通路１６を通過するごみ３の量を求め、上記回転駆動装置２０を制御してスクリュー式フィーダ１７の送り速度（すなわち回転軸１８ａ，１８ｂの回転数）を増減させる制御部３４が備えられている。
【００３５】
すなわち、図２に示すように、上記エンコーダ３１，３２で検出されたフラッパ２３，２４の傾斜角度αに基づいて、ごみ供給通路１６の天井部３０からごみ供給通路１６内のごみ３の上端までの距離Ｄが算出され、上記ごみ供給通路１６の底部を基準としたごみ３の高さをＨとし、ごみ供給通路１６の底部から上記天井部３０までの高さをＨａ（一定値）とすると、上記ごみ３の高さＨは次の式で求められる。
Ｈ＝Ｈａ−Ｄ
さらに、上記の式で求められたごみ３の高さＨに基づいてごみ供給通路１６を通過するごみ３の量が算出される。
【００３６】
また、図１に示すように、上記ごみ流入通路１１の上端部には、ごみ供給通路１６の出口部２２から排出されたごみ３を解砕する（ほぐす）解砕機３５が設けられている。この解砕機３５は、ごみ流入通路１１の上端部内に下向きに垂設された回転軸３６と、この回転軸３６を中心にして回転するスクリュー３７と、回転軸３６を回転駆動させる回転駆動装置３８とで構成されている。
【００３７】
以下に、上記構成における作用を説明する。
一定の大きさ以下に破砕されたごみ３は一旦給じん装置１４のごみホッパ１５内に一時貯留され、スクリュー式フィーダ１７の回転駆動装置２０によって両回転軸１８ａ，１８ｂと一体にスクリュー１９ａ，１９ｂが互いに逆方向Ｆへ回転することにより、上記ごみ３は、ごみホッパ１５内からごみ供給通路１６を経て、出口部２２からごみ流入通路１１内へ送り出される。
【００３８】
この際、図２に示すように、ごみ３の量が多いほどごみ供給通路１６内のごみ３の高さＨ（盛り上がり）が高くなる。したがって、スクリュー式フィーダ１７で送られるごみ３の量が増加すると、これに対応してごみ３の高さＨが上昇するため、その上昇分だけ、側端部フラッパ２３の遊端部が上方に変位して側端部フラッパ２３の傾斜角度αが小さくなり、この傾斜角度αの変化に応じて、第１支軸２７が回動する。
【００３９】
反対に、スクリュー式フィーダ１７で送られるごみ３の量が減少すると、これに対応してごみ３の高さＨが下降するため、その下降分だけ、側端部フラッパ２３の遊端部が下方に変位して側端部フラッパ２３の傾斜角度αが大きくなり、この傾斜角度αの変化に応じて、第１支軸２７が回動する。
【００４０】
このように、ごみ３の量の増減に応じた上記第１支軸２７の回動に基づいて、上記側端部フラッパ２３の傾斜角度αが第１エンコーダ３１によって検出され、検出された側端部フラッパ２３の傾斜角度αからごみ３の高さＨが求められ、このごみ３の高さＨから最終的にごみ３の量が求められる。
【００４１】
このようにして求められたごみ３の量が多い場合は、制御部３４が回転駆動装置２０を制御して両回転軸１８ａ，１８ｂの回転数を低減する。これにより、スクリュー式フィーダ１７の送り速度が低減し、出口部２２からごみ流入通路１１へのごみ３の供給量が低減される。これによって、一度に多量のごみ３が流動床式ごみ焼却炉１へ供給されること（ごみのどか落ち）を防止でき、ごみ焼却炉１でのごみ３の燃焼が安定する。
【００４２】
反対に、側端部フラッパ２３の傾斜角度αから求められたごみ３の量が少ない場合は、制御部３４が回転駆動装置２０を制御して両回転軸１８ａ，１８ｂの回転数を増加する。これにより、スクリュー式フィーダ１７の送り速度が増加し、出口部２２からごみ流入通路１１へのごみ３の供給量が増加される。これによって、流動床式ごみ焼却炉１へ供給されるごみ３の量が急激に減少することを防止でき、ごみ焼却炉１でのごみ３の燃焼が安定する。
【００４３】
このように、ごみ３の高さＨの上下変動を側端部フラッパ２３の傾斜角度αによって検出し、検出した傾斜角度αからごみ３の供給量を求めるため、ごみ３の供給量を正確に把握し得る。また、ごみ３が燃焼するより以前の段階で、ごみ供給通路１６内において求められたごみ３の供給量に基づいて、スクリュー式フィーダ１７の送り速度の制御を行っているため、ごみ３の供給量の制御の際の時間的な遅延は解消される。
【００４４】
上記のように、通常は、側端部フラッパ２３のみの傾斜角度αによってスクリュー式フィーダ１７の送り速度を制御しているが、中央部フラッパ２４も上述した側端部フラッパ２３と同様に作動する。この際、図３に示すように、スクリュー式フィーダ１７で送り出されるごみ３の盛り上がりは、先ず、両側端部フラッパ２３の側Ａで発生し、次に、中央部フラッパ２４の側Ｂに遅れて発生する。このため、制御部３４は、中央部フラッパ２４の傾斜角度αが所定角度以下になった場合にのみ、上記側端部フラッパ２３による検出時よりもさらに迅速にスクリュー式フィーダ１７の送り速度を低減する。これにより、両側端部フラッパ２３では迅速に対応しきれない極端な「ごみ３のどか落ち」を中央部フラッパ２４で検出することができる。
【００４５】
また、図１に示すように、各フラッパ２３，２４の遊端部はごみ供給通路１６の出口部２２に位置しているため、上記出口部２２におけるごみ３の高さＨの上下変動が各フラッパ２３，２４の傾斜角度αによって検出され、したがって、より一層正確なごみ３の供給量が求められる。
【００４６】
また、図１に示すように、スクリュー式フィーダ１７のスクリュー１９ａ，１９ｂのピッチＰをごみ供給通路１６の入口部２１側に比べて出口部２２側ほど広げているため、入口部２１側から一定量入ったごみ３が出口部２２側で詰まってしまうことを防止し得る。
【００４７】
また、解砕機３５の回転駆動装置３８によってスクリュー３７が回転軸３６を中心にして回転することにより、ごみ３は、スクリュー式フィーダ１７の出口部２２から排出される際、上記解砕機３５のスクリュー３７でほぐされ、ごみ焼却炉１内へ供給される。これにより、ごみ３の塊をある程度無くすことができる。
【００４８】
図５は、実験で得られたデータに基づいて、スクリュー式フィーダ１７の両回転軸１８ａ，１８ｂの回転数と、ごみ３までの距離Ｄと、ごみ焼却炉１から排出される燃焼排ガス中のＣＯ（一酸化炭素）およびＯ２（酸素）の含有量との関係を時間ごとに示したグラフである。
【００４９】
上記実験は次のような条件で行われた。すなわち、ごみ３は乾燥したものを用い、その水分含有率は約１０％であった。また、ごみ３の供給量を公称３５０ｋｇ／時（この際のスクリュー式フィーダ１７の両回転軸１８ａ，１８ｂの回転数が５０回／分）に設定した場合のごみ焼却炉１の排ガス中の酸素含有率が９％になるように一次空気（流動化空気）および二次空気の供給量を定めた。また、第１エンコーダ３１によって検出された側端部フラッパ２３の傾斜角度αの５秒間の平均値を算出し、この平均値に基づいて上記両回転軸１８ａ，１８ｂの回転数を制御した。
【００５０】
上記図５のグラフ（ａ）に示すように、前半Ｘａの範囲において、側端部フラッパ２３の揺動によって検出されるごみ３までの距離Ｄが上下に変動するのに対し、上記両回転軸１８ａ，１８ｂの回転数を一定（５０回／分）に維持した場合、ごみ焼却炉１へのごみ３の供給量が不安定となり、グラフ（ｂ）に示すように、前半Ｘｂの範囲において、ＣＯの大きなピークＱがいくつか出現するといった不具合が生じた。
【００５１】
これに対して、グラフ（ａ）に示すように、後半Ｙａの範囲において、側端部フラッパ２３の揺動によって検出されるごみ３までの距離Ｄが増加した際（すなわ図２に示すようにちごみ３の高さＨが低下した際）、上記両回転軸１８ａ，１８ｂの回転数を増大させ、反対に、上記ごみ３までの距離Ｄが減少した際（すなわちごみ３の高さＨが上昇した際）、上記両回転軸１８ａ，１８ｂの回転数を低減させるといった制御を行った場合、ごみ焼却炉１へのごみ３の供給量が安定化し、グラフ（ｂ）に示すように、後半Ｙｂの範囲において、ＣＯの含有量が低減されピークＱもほとんど発生しないことが確認された。
【００５２】
上記実施の形態では、図２に示すように、両側端部フラッパ２３と中央部フラッパ２４とを設けているが、どちらか一方のフラッパ（２３または２４）のみを設けたものであってもよい。
【００５３】
上記実施の形態では、スクリュー式フィーダ１７のスクリュー１９ａ，１９ｂのピッチＰをごみ供給通路１６の入口部２１側に比べて出口部２２側ほど広げているが、本発明の第２の実施の形態として、図６に示すように、上記各ピッチＰを同一に形成してもよい。この場合、スクリュー式フィーダ１７の天井部３０を出口部２２側で一段高く形成して、スクリュー１９ａ，１９ｂと上記天井部３０との間に十分な上部空間４５を確保している。このように、上部空間４５を確保することによって、入口部２１側から一定量入ったごみ３が出口部２２側で詰まってしまうことを防止し得る。
【００５４】
次に、本発明の第３の実施の形態を図７に基づいて説明する。
すなわち、上記各フラッパ２３，２４の遊端部が付勢手段の一例である圧縮コイルばね４８（または板ばね等）によって下向きに付勢されている。これによると、各フラッパ２３，２４の遊端部は、ごみ３の上面に接触した際、圧縮コイルばね４８の付勢力によって上方から下向きにごみ３を押圧するため、ごみ３の中に存在する空間部が埋まり跳ね返りが抑えられる。これにより、ごみ３のかさ比重のばらつきの範囲が狭められて均一化され、その結果、より一層正確なごみ３の供給量が求められる。
【００５５】
上記第３の実施の形態では、付勢手段の一例として圧縮コイルばね４８を用いたが、ウエイトを各フラッパ２３，２４の遊端部に取付けて、各フラッパ２３，２４の遊端部を下向きに付勢してもよい。
【００５６】
また、上記第１の実施の形態では図３に示すように、２本の回転軸１８ａ，１８ｂを有する二軸のスクリュー式フィーダ１７を用いたが、本発明の第４の実施の形態として、図８に示すように、一方向Ｇへ回転する１本の回転軸１８を有するスクリュー式フィーダ１７を用いてもよい。この場合、中央部フラッパ２４は無く、一方の側端部フラッパ２３ａ（一方の検出用板体の一例）が第１支軸２７に取付けられており、他方の側端部フラッパ２３ｂ（他方の検出用板体の一例）が第２支軸２８に取付けられている。
【００５７】
これによると、通常、第１エンコーダ３１によって検出された一方の側端部フラッパ２３ａの傾斜角度αに基づいて、上記回転軸１８の回転数が増減される。この際、スクリュー式フィーダ１７で送り出されるごみ３の盛り上がりは、先ず、一方の側端部フラッパ２３ａの側Ａで発生し、次に、他方の側端部フラッパ２３ｂの側Ｂに遅れて発生する。このため、制御部３４は、他方の側端部フラッパ２３ｂの傾斜角度αが所定角度以下になった場合にのみ、上記一方の側端部フラッパ２３ａによる検出時よりもさらに迅速にスクリュー式フィーダ１７の送り速度を低減する。これにより、一方の側端部フラッパ２３ａでは迅速に対応しきれない極端な「ごみ３のどか落ち」を他方の側端部フラッパ２３ｂで検出することができる。
【００５８】
上記各第１〜第４の実施の形態では、供給機の一例としてスクリュー式フィーダ１７を用いたが、スクリュー式に限らず、コンベヤ式フィーダを用いてもよい。
【００５９】
【発明の効果】
本第１発明によると、通常、廃棄物の高さの上下変動を側端部検出用板体の傾斜角度によって検出し、検出した傾斜角度から廃棄物の供給量を求めるため、廃棄物の供給量を正確に検知し得る。また、廃棄物が燃焼するより以前の段階で、供給通路内において求められた廃棄物の供給量に基づいて、スクリュー式フィーダの送り速度の制御を行っているため、廃棄物の供給量の制御の際の時間的な遅延は解消される。これにより、廃棄物の急激な増減に即座に対応でき、このため、ＣＯの発生を良好に抑制でき、ＣＯ濃度のピークの発生を防止することができる。
【００６０】
また、上記二軸スクリュー式フィーダで送り出される廃棄物の盛り上がりは、先ず、側端部検出用板体の側で発生し、次に、中央部検出用板体の側に遅れて発生する。このため、制御部は、中央部検出用板体の傾斜角度が所定角度以下になった場合にのみ、上記側端部検出用板体による検出時よりもさらに迅速にスクリュー式フィーダの送り速度を低減する。これにより、側端部検出用板体では迅速に対応しきれない極端な「廃棄物のどか落ち」を中央部検出用板体で検出することができる。
【００６１】
本第３発明によると、通常、廃棄物の高さの上下変動を一方の検出用板体の傾斜角度によって検出し、検出した傾斜角度から廃棄物の供給量を求めるため、廃棄物の供給量を正確に検知し得る。また、廃棄物が燃焼するより以前の段階で、供給通路内において求められた廃棄物の供給量に基づいて、スクリュー式フィーダの送り速度の制御を行っているため、廃棄物の供給量の制御の際の時間的な遅延は解消される。これにより、廃棄物の急激な増減に即座に対応でき、このため、ＣＯの発生を良好に抑制でき、ＣＯ濃度のピークの発生を防止することができる。
【００６２】
また、上記一軸スクリュー式フィーダで送り出される廃棄物の盛り上がりは、先ず、一方の検出用板体の側で発生し、次に、他方の検出用板体の側に遅れて発生する。このため、制御部は、他方の検出用板体の傾斜角度が所定角度以下になった場合にのみ、上記一方の検出用板体による検出時よりもさらに迅速にスクリュー式フィーダの送り速度を低減する。これにより、一方の検出用板体では迅速に対応しきれない極端な「廃棄物のどか落ち」を他方の検出用板体で検出することができる。
【００６３】
本第５発明によると、供給通路の出口部における廃棄物の高さの上下変動が検出用板体の傾斜角度によって検出されるため、より一層正確な廃棄物の供給量が求められる。
【００６４】
本第６発明によると、検出用板体の遊端部は、スクリュー式フィーダで送られる廃棄物の上面を、付勢手段の付勢力で上方から下方へ押さえる。このため、廃棄物中に存在する空間部が埋まり、廃棄物のかさ比重のばらつきの範囲が狭められて均一化され、その結果、より一層正確な廃棄物の供給量が求められる。
【００６５】
本第７発明によると、求められたごみの量が多い場合は、スクリュー式フィーダの送り速度（回転数）を低減することにより、ごみの供給量が低減し、一度に多量のごみが流動床式ごみ焼却炉へ供給されることを防止できる。
【００６６】
反対に、求められたごみの量が少ない場合は、スクリュー式フィーダの送り速度（回転数）を増加することにより、ごみの供給量が増加し、上記ごみ焼却炉へ供給されるごみの量が急激に減少することを防止できる。
【００６７】
本第８発明によると、供給通路の入口部側から一定量入った廃棄物が出口部側で詰まってしまうことを防止し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第１の実施の形態における供給装置の構成を示す側面から見た断面図である。
【図2】 同、供給装置の検出用板体の拡大側面図である。
【図3】 図１におけるＺ−Ｚ矢視図である。
【図4】 同、供給装置を備えたごみ焼却炉の構成を示す断面図である。
【図5】 （ａ）実験で得られたデータに基づいて、スクリュー式フィーダの回転数とごみまでの距離とを時間ごとに示したグラフである。
（ｂ）実験で得られたデータに基づいて、燃焼排ガス中のＣＯおよびＯ２の含有量を時間ごとに示したグラフである。
【図6】 本発明の第２の実施の形態における供給装置の構成を示す側面から見た断面図である。
【図7】 本発明の第３の実施の形態における供給装置の構成を示す側面から見た一部拡大断面図である。
【図8】 本発明の第４の実施の形態における供給装置の出口部側から見た図である。
【符号の説明】
１ 流動床式ごみ焼却炉（燃焼装置）
３ ごみ（廃棄物）
１４ 給じん装置（供給装置）
１６ ごみ供給通路
１７ スクリュー式フィーダ（供給機）
１９，１９ａ，１９ｂ スクリュー
２１ 入口部
２２ 出口部
２３，２３ａ，２３ｂ 側端部フラッパ（側端部検出用板体）
２４ 中央部フラッパ（中央部検出用板体）
３１，３２ 第１，第２エンコーダ（第１，第２角度検出装置）
３４ 制御部
４８ 圧縮コイルばね（付勢手段）
α 傾斜角度
Ｈ ごみの高さ
Ｐ ピッチ
Claims (8)
- 燃焼装置へ廃棄物を供給する供給装置であって、
上記燃焼装置へ連通する供給通路内に、廃棄物を燃焼装置へ送り出す二軸スクリュー式フィーダが設けられ、
上記供給通路内の上部に、上記スクリュー式フィーダで送られる廃棄物の量を検出する複数の検出用板体が設けられ、
上記各検出用板体は、その遊端部が揺動中心よりも下流側に向くとともに送り出される廃棄物に上方から接触して上下方向に揺動自在であり、
上記複数の検出用板体のうち、側端部検出用板体が上記二軸スクリュー式フィーダの両スクリューの外側方の上方に位置し、これら両側端部検出用板体間に設けられた中央部検出用板体が上記両スクリュー間の上方に位置しており、
上記側端部検出用板体の傾斜角度を検出する第１角度検出装置と、上記中央部検出用板体の傾斜角度を検出する第２角度検出装置と、
上記第１および第２角度検出装置により検出された傾斜角度に応じて、上記スクリュー式フィーダの送り速度を増減させる制御部とが設けられていることを特徴とする燃焼装置の廃棄物供給装置。 - 側端部検出用板体は第１支軸に取付けられ、
中央部検出用板体は第２支軸に取付けられ、
第１角度検出装置として、第１支軸の回動角度から側端部検出用板体の傾斜角度を検出する第１エンコーダが第１支軸に接続され、
第２角度検出装置として、第２支軸の回動角度から中央部検出用板体の傾斜角度を検出する第２エンコーダが第２支軸に接続されていることを特徴とする請求項１記載の燃焼装置の廃棄物供給装置。 - 燃焼装置へ廃棄物を供給する供給装置であって、
上記燃焼装置へ連通する供給通路内に、廃棄物を燃焼装置へ送り出す一軸スクリュー式フィーダが設けられ、
上記供給通路内の上部に、上記スクリュー式フィーダで送られる廃棄物の量を検出する複数の検出用板体が設けられ、
上記各検出用板体は、その遊端部が揺動中心よりも下流側に向くとともに送り出される廃棄物に上方から接触して上下方向に揺動自在であり、且つ、上記一軸スクリュー式フィーダのスクリューの両外側方の上方に位置しており、
一方の検出用板体の傾斜角度を検出する第１角度検出装置と、他方の検出用板体の傾斜角度を検出する第２角度検出装置と、
上記第１および第２角度検出装置により検出された傾斜角度に応じて、上記スクリュー式フィーダの送り速度を増減させる制御部とが設けられていることを特徴とする燃焼装置の廃棄物供給装置。 - 一方の検出用板体は第１支軸に取付けられ、
他方の検出用板体は第２支軸に取付けられ、
第１角度検出装置として、第１支軸の回動角度から一方の検出用板体の傾斜角度を検出する第１エンコーダが第１支軸に接続され、
第２角度検出装置として、第２支軸の回動角度から他方の検出用板体の傾斜角度を検出する第２エンコーダが第２支軸に接続されていることを特徴とする請求項３記載の燃焼装置の廃棄物供給装置。 - 各検出用板体の遊端部が供給通路の出口部に位置していることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の燃焼装置の廃棄物供給装置。
- 各検出用板体の遊端部が付勢手段によって下向きに付勢されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の燃焼装置の廃棄物供給装置。
- 燃焼装置として流動床式ごみ焼却炉が用いられていることを特徴とする 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の燃焼装置の廃棄物供給装置。
- スクリュー式フィーダのスクリューのピッチを、供給通路の入口部側に比べて出口部側ほど広げたことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の燃焼装置の廃棄物供給装置。
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