JP3680238B2 - 廃棄物供給装置および供給方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、廃棄物供給装置の油圧シリンダのピストン変位を検出することにより、油圧シリンダのピストンの位置制御および速度制御を精密に行うことができ、しかも、油圧シリンダの種々の運転パターンを得ることができる廃棄物供給装置および供給方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の廃棄物供給装置は、廃棄物を炉へ送る油圧シリンダと、油圧シリンダへの油量を調整する油量制御弁とを備えており、油圧シリンダに接続された油量制御弁の開度を調節することにより、油圧シリンダのピストン変位を調整しようとするものであった。ストローク端位置は、固定またはリミットスイッチによる多段切替えとされていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の廃棄物供給装置では、油量制御弁の開度を調節しているだけなので、起動時の動作および負荷がかかった時の動作では、低速運転になればなるほど安定性が悪く、正確な再現性が得られないという問題があった。また、最適なストロークを見つけるのに長い時間を要し、しかも、リミット調整の度にストローク長のパラメータを入力し直す必要があり調整に手間がかかるという問題もあった。また、炉の幅が広く幅方向に左右二連の廃棄物供給装置が設置される場合に、左右の廃棄物供給装置を正確にかつ互いに同じ動きとすることは不可能に近く、左右の廃棄物供給装置の速度に違いが生じ、廃棄物の送り量に大きな狂いが生じることがあった。廃棄物の送り量が左右で違うと、廃棄物の供給量が間欠送りとなったり、供給量の過不足が生じたりし、後流側の燃焼プロセスに大きな外乱となることがあり、炉の能力をフルに発揮できないという問題を生じる。
【0004】
この発明の目的は、簡単な構成で低速から高速まで正確に廃棄物の送り速度を制御できるとともに、調整時間も不要であり、経年変化や負荷変動にも対応できる廃棄物供給装置および供給方法を提供することにある。
【0005】
また、この発明の他の目的は、炉への廃棄物供給量を安定させて、後流の燃焼プロセスを安定させて公害の少ない運転を可能にする廃棄物供給装置および供給方法を提供することにある。
【0006】
また、この発明の他の目的は、長ストローク化するシリンダの設置面積を小さくするためピストンロッドが供給装置の内側に入り見えなくなることに対し、デジタル表示などでそのピストンの位置を表示して動きを可視化することにより運転管理が容易な廃棄物供給装置および供給方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
請求項1の発明による廃棄物供給装置は、廃棄物を炉へ送る油圧シリンダと、油圧シリンダへの油量を調整する油量制御弁と、油圧シリンダのピストンの変位を検出する変位検出器と、油圧シリンダのピストンの前進・後退を制御するシリンダ制御装置とを備えている廃棄物供給装置において、シリンダ制御装置が、ピストン変位目標値を求める目標変位設定手段と、目標変位設定手段の出力および変位検出器の出力に基づいてピストン変位偏差を求める変位比較手段と、変位比較手段の出力に基づいてピストン変位偏差がゼロとなるように油量制御弁を制御する制御弁調整手段とを備えており、目標変位設定手段が、廃棄物供給速度およびストローク長からピストンの一往復時間を求める往復時間算出手段と、ピストンの一往復時間および決められた後退速度からピストンの前進速度を求め、ピストンの速度を積分することによりピストン変位を求める変位算出手段とを備えていることを特徴とするものである。
【0008】
請求項2の発明による廃棄物供給装置は、廃棄物を炉へ送る油圧シリンダと、油圧シリンダへの油量を調整する油量制御弁と、油圧シリンダのピストンの変位を検出する変位検出器と、油圧シリンダのピストンの前進・後退を制御するシリンダ制御装置とを備えている廃棄物供給装置において、シリンダ制御装置が、ピストン変位目標値を求める目標変位 設定手段と、目標変位設定手段の出力および変位検出器の出力に基づいてピストン変位偏差を求める変位比較手段と、変位比較手段の出力に基づいてピストン変位偏差がゼロとなるように油量制御弁を制御する制御弁調整手段とを備えており、目標変位設定手段が、廃棄物供給速度およびストローク長からピストンの一往復時間を求める往復時間算出手段と、ピストンの一往復時間および決められた後退速度と前進速度との比に基づいてピストンの前進速度および後退速度を求め、ピストンの速度を積分することによりピストン変位を求める変位算出手段とを備えていることを特徴とするものである。
【0009】
請求項1および請求項2の発明による廃棄物供給装置において、油量制御弁としては、速度制御と方向制御の2つの機能を有している比例電磁式方向・流量制御弁が好ましく、変位検出器としては、磁歪式変位センサなどの変位センサが適宜使用される。制御弁調整手段としては、PID調整器が好ましいが、これに限られるものではない。
【0010】
請求項1および請求項2の発明の廃棄物供給装置によると、従来全く計測されていなかった油圧シリンダのピストン変位が計測され、このピストン変位計測値が時々刻々計算されるピストン変位目標値に合うように、油圧シリンダへの油量が調整される。これにより、油圧シリンダの速度制御を精密に行うことができる。したがって、油量制御弁の開度を調節するだけの従来のものでは、起動時および負荷がかかった時の動作が低速運転で安定性の悪いものであったのに対し、この発明のものでは、低速から高速まで正確に廃棄物の送り速度を制御することができる。しかも、ストローク端位置の調整時間は不要であり、経年変化や負荷変動にも容易に対応できる。また、設置面積を小さくするためにピストンロッドが供給設備の内側に入り、供給設備外側からの目視による確認ができない場合でも、得られたピストン変位をデジタル値などにより表示することでピストンの動きを可視化することが容易となることから、運転管理が容易なものとなる。さらにまた、炉の幅が広く幅方向に左右二連の廃棄物供給装置が設置される場合でも、左右の廃棄物供給装置を正確にかつ互いに同じ動きとすることができることから、廃棄物の送り量が左右で異なることによる不具合を解消することができる。
【0011】
この廃棄物供給装置は、熱量したがって蒸気量をごみの量でのみ調整するキルン炉に設置すると特に有効であり、また、その他の廃棄物の焼却炉に設置しても有効である。ここで、廃棄物とは、その成分を一定に保つことができない都市ごみや産業廃棄物などの焼却すべき混合物を意味している。
【0012】
請求項1の発明による廃棄物供給装置において、ピストンの一往復時間Tt(s)は、廃棄物供給速度Vt(mm/s)およびストローク長Ls(mm)から、Tt=Ls/Vtにより求められる。ピストンの後退速度Vb(mm/s)は、廃棄物の違いなどを考慮に入れなくてもよいので、適宜な値に設定することができる。この場合に、ピストンの後退時間Tb(s)は、Tb=Ls/Vbで求まり、ピストンの前進時間Tf(s)は、Tf=Tt−Tbとなり、ピストンの前進速度Vf(mm/s)は、Vf=Ls/Tfにより求まる。この前進速度Vfおよび後退速度Vbを積分することにより、廃棄物供給速度Vtに対応する好ましい油圧シリンダピストン変位を求めることができる。
【0013】
請求項2の発明による廃棄物供給装置において、油圧シリンダの一往復時間Tt(s)は、請求項1のものと同様に、廃棄物供給速度Vt(mm/s)およびストローク長Ls(mm)から、Tt=Ls/Vtにより求められる。油圧シリンダの前進速度Vf(mm/s)と後退速度Vb(mm/s)の比Vf/Vb=Cを適宜な値に設定することにより、Ls/Vf+Ls/Vb=TtおよびVf/Vb=Cから、前進速度Vfは、Vf=(1+C)Ls/Tt、後退速度Vbは、Vb=(1+C)Ls/(C・Tt)により求まる。この前進速度Vfおよび後退速度Vbを積分することにより、廃棄物供給速度Vtに対応する好ましい油圧シリンダピストン変位を求めることができる。
【0014】
請求項1および請求項2の発明による廃棄物供給装置では、廃棄物供給速度Vt(mm/s)は、例えば、炉における焼却量設定値Ws(t/h)、油圧シリンダのストローク長Ls(mm)、廃棄物見掛け比重Dg(t/m3 )および供給装置入口通過断面積Af(m2 )を用いて、Vt=1000・Ws/(3600・Dg・Af)として求められる。また、ストローク長Ls(mm)は、パラメータとして簡単に変更することができ、この変更により速度も自動的に修正演算される。
【0015】
請求項1および請求項2の発明による廃棄物供給装置において、シリンダ制御装置が、適正な廃棄物供給速度を目標変位設定手段に出力する供給速度調節手段をさらに備えており、供給速度調節手段は、炉の排ガスの熱を回収する廃熱ボイラからの蒸気流量とこれの設定値とに基づいて、廃熱ボイラからの蒸気流量を一定にするように廃棄物供給速度を調整するものであることが好ましい。このようにすると、廃熱ボイラからの蒸気流量が一定、すなわち、廃棄物が均一に燃焼されることが保証され、排ガス中の微量有害物質の発生を抑制した安定な廃棄物焼却が可能となる。供給速度調整手段としては、PID調整器が好ましいが、これに限られるものではない。
【0016】
また、請求項1および請求項2の発明による廃棄物供給装置において、目標変位設定手段が、油圧シリンダのストローク両端間に任意の反転位置を設定可能とするとともに、ピストンが前進端から反転位置を経て前進端に至る往復動作を行うことを可能とする運転パターン変更手段をさらに備えていることが好ましい。このようにすると、ピストンがストロークの両端間を往復する場合に比べて、ピストンの往復時間を短くしたり、往復時間を変化させずにピストンの速度を速くするなどの運転パターンの変更が容易にできる。
【0017】
また、請求項1および請求項2の発明による廃棄物供給装置において、目標変位設定手段が、ピストンのストローク両端間に任意の反転位置を設定可能とするとともに、ピストンが後退端から前進端に至るさいに、後退端から反転位置を経て後退端に至る小往復動作を少なくとも1回行うことを可能とする運転パターン変更手段をさらに備えていることが好ましい。このようにすると、たとえば、後退端から前進端まで一気にピストンを前進させてもごみが圧縮されるためストロークの半分程しか送れない場合は、後退端から反転位置を経て後退端に至る小往復動作を行う運転パターンに変更し、規定の量を供給することができる。
【0018】
請求項5の発明による廃棄物供給方法は、廃棄物を炉へ送る油圧シリンダのピストンの変位を検出し、検出されたピストン変位を時々刻々計算されたピストン変位目標値に合わせるように油圧シリンダへの油量を制御するとともに、油圧シリンダのピストンの後退端の位置を可変設定することにより、ストロークの中間位置での油圧シリンダの往復動作を可能とすることを特徴とするものである。
【0019】
請求項6の発明による廃棄物供給方法は、廃棄物を炉へ送る油圧シリンダのピストンの変位を検出し、検出されたピストン変位を時々刻々計算されたピストン変位目標値に合わせるように油圧シリンダへの油量を制御するとともに、油圧シリンダのストロークの両端間に可変の中間点を設け、ピストンが後退端と中間点との往復動作を行う一または複数回の送りと、その後にピストンが後退端と前進端との往復動作を行う一回の送りとを繰り返すことを特徴とするものである。
【0020】
請求項5および請求項6の発明の廃棄物供給方法によると、従来全く計測されていなかった油圧シリンダのピストン変位が計測され、このピストン変位計測値が時々刻々計算されるピストン変位目標値に合うように、油圧シリンダへの油量が調整される。これにより、ピストンの速度制御を精密に行うことができる。したがって、油量制御弁の開度を調節するだけの従来のものでは、起動時および負荷がかかった時の動作が低速運転で安定性の悪いものであったのに対し、この発明のものでは、低速から高速まで正確に廃棄物の送り速度を制御することができる。しかも、ストローク端位置の調整時間は不要であり、経年変化や負荷変動にも容易に対応できる。また、設置面積を小さくするためにピストンロッドが供給設備の内側に入り、供給設備外側からの目視による確認ができない場合でも、得られたピストン変位をデジタル値などにより表示することでピストンの動きを可視化することが容易となることから、運転管理が容易なものとなる。さらにまた、炉の幅が広く幅方向に左右二連の廃棄物供給装置が設置される場合でも、左右の廃棄物供給装置を正確にかつ互いに同じ動きとすることができることから、廃棄物の送り量が左右で異なることによる不具合を解消することができる。
【0021】
また、請求項5および請求項6の発明の廃棄物供給方法によると、ピストンは、ストローク両端間の往復動作を行うだけでなく、ストロークの前進端と中間位置との往復動作やストロークの後退端と中間位置との往復動作も行うことができ、廃棄物の違いや供給設備の寸法の違いに対応して、種々の動作パターンを組み合わせた最適な油圧シリンダの運転が可能となる。
【0022】
上記請求項5および請求項6の発明において、炉の排ガスの熱を回収する廃熱ボイラからの蒸気流量とこれの設定値とに基づいて、廃熱ボイラからの蒸気流量を一定にするようにピストン変位目標値が求められる。このようにすると、廃熱ボイラからの蒸気流量が一定、すなわち、廃棄物が均一に燃焼されることが保証され、排ガス中の微量有害物質の発生を抑制した安定な廃棄物焼却が可能となる。
【0023】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
【0024】
図1は、ロータリーキルン式焼却装置の概要を示すもので、水平軸回りにたとえば0.5〜1rpmで回転させられるロータリーキルン(1) と、ロータリーキルン(1) の前流側に設けられロータリーキルン(1) に廃棄物を適切量ずつ送り込む廃棄物供給装置(2) と、ロータリーキルン(1) の後流側に設けられた再燃焼室(3) と、再燃焼室(3) の排ガスから熱回収する廃熱ボイラ(4) とを備えている。
【0025】
図2に示すように、廃棄物供給装置(2) は、廃棄物をロータリーキルン(1) へ送る二連の油圧シリンダ(5) と、各油圧シリンダ(5) のピストン変位を検出する変位検出器(6) と、各油圧シリンダ(5) のピストン変位を調整する油量制御弁(7) と、変位検出器(6) の出力に基づいて油量制御弁(7) を介して油圧シリンダ(5) を制御するシリンダ制御装置(8) と、廃熱ボイラ(4) に設けられた蒸気流量発信器(9) に基づいて適切な廃棄物供給速度を求めてこれをシリンダ制御装置(8) に出力する燃焼制御装置(10)とを備えている。
【0026】
変位検出器(6) は、磁歪現象を利用した変位センサであり、センサプローブに沿って移動する磁石によって、電流パルスが流れる特殊な金属製磁歪線の上にねじり歪みを発生させ、その歪みの伝播時間を測定することにより油圧シリンダ(5) のピストンの絶対位置を測定するものである。
【0027】
油量制御弁(7) は、4ポート3位置オープンセンタの比例電磁式方向・流量制御弁であり、速度制御と方向制御の2つの機能を有している。したがって、この油量制御弁(7) への油量操作量を制御することにより油圧シリンダ(5) の前進速度および後退速度を任意に設定することができる。
【0028】
図3は、この発明による廃棄物供給装置の第1実施形態の制御回路を示している。同図に示すように、燃焼制御装置(10)において、廃熱ボイラ(4) の蒸気流量に対応する蒸気流量信号Qpが蒸気流量発信器(9) から出力され、第1比較器(11)で蒸気流量設定値Qsと比較され、この差である蒸気流量偏差(Qp−Qs)が供給速度調節手段としての第1PID調整器(12)に入力される。一方、焼却量設定値Ws(ton/h)が、第1除算器(13)において廃棄物見掛け比重Dg(ton/m3 )により割られ、さらに第2除算器(14)において供給装置入口通過断面積Af(m2 )で割られることにより、廃棄物容積流量Vs(m/h)が求められる。この廃棄物容積流量Vsは、蒸気流量偏差(Qp−Qs)が入力された第1PID調整器(12)に入力され、第1PID調整器(12)では、Vsと(Qp−Qs)とから廃棄物供給速度Vt(mm/s)を算出する。なお、廃棄物供給速度Vtは、廃棄物容積流量Vsを用いてVt=Vs・1000/3600として求めてもよい。第1PID調整器(12)において蒸気流量偏差(Qp−Qs)を用いた補正を行うことにより、ロータリーキルン(1) 後流に設けられた廃熱ボイラ(4) より発生した蒸気量を一定に制御することが可能となり、この結果、発生熱量が一定となり、炉のガス温度および酸素濃度も安定し、排ガス中の微量有害物質の発生を抑制することができる。
【0029】
シリンダ制御装置(8) では、次のようにして、油圧シリンダ(5) のピストン変位目標値Ld(mm)が求められる。
【0030】
まず、燃焼制御装置(10)で求められた廃棄物供給速度Vtを用い、第3除算器(15)においてストローク長Ls(mm)をこのVtで割ることにより、往復時間Tt(s)が求められる。一方、ストローク長Lsが第4除算器(16)において後退速度Vb(mm/s)で割られることにより、後退時間Tb(s)が求められる。次いで、第1減算器(17)において往復時間Tt(s)と後退時間Tb(s)との差から前進時間Tf(s)が求められる。そして、第5除算器(18)においてストローク長Lsが前進時間Tf(s)で割られることにより、前進速度Vf(mm/s)が求められる。ピストン変位目標値Ldは、ΔT(s)を測定周期として、前進時には、Ld=Ld+Vf・ΔTにより求まるから、たとえばΔT=1とすれば、Ld=Ld+Vfとして求められる。この演算は第1加算器(19)で行われる。後退時には、第1加算器(19)と後述する第2比較器(25)との間に設けられた第1切替器(21)が第2減算器(20)側に切り替えられる。したがって、後退時には、ピストン変位目標値Ldは、Ld=Ld−Vb・ΔTにより求められる。第1切替器(21)の切替えは、下限スイッチPL(23)がオンとなって前進を開始してから上限スイッチPH(22)がオンとなるまでの間は、目標値Ldが第1加算器(19)により求められ、上限スイッチPH(22)がオンとなって後退を開始してから下限スイッチPL(23)がオンとなるまでの間は、目標値Ldが第2減算器(20)により求められるように、第1フリップフロップ(24)により行われる。第1フリップフロップ(24)のSはセットを、Rはリセットを示している。こうして、一定間隔ΔT(たとえば1秒、2秒その他の適当な間隔でも可)ごとに、ピストン変位目標値Ldが求められる。符号(12)〜(24)を付された部分が目標変位設定手段を構成し、符号(12)〜(15)を付された部分が往復時間算出手段を、符号(16)〜(24)を付された部分がピストン変位算出手段をそれぞれ構成している。
【0031】
なお、上記において、後退速度Vb(mm/s)は適宜な値に設定することができる。また、これに代えて、油圧シリンダの前進速度Vf(mm/s)と後退速度Vb(mm/s)の比を適宜な値に設定することもできる。この場合、Ls/Vf+Ls/Vb=TtおよびVf/Vb=C(比例定数)から、前進速度Vfは、Vf=(1+C)Ls/Tt、後退速度Vbは、Vb=(1+C)Ls/(C・Tt)により求まる。
【0032】
目標変位設定手段で求められたピストン変位目標値Ldは、第2比較器(25)において変位検出器(6) からのピストン変位計測値Lm1,Lm2(mm)と比較され、この差である変位偏差(Ld−Lm1),(Ld−Lm2)が第2PID調整器(26)に入力される。第2PID調整器(26)では、この偏差をゼロとするような油量制御弁(7) の油量操作量M1,M2が求められる。この油量操作量M1,M2は、関数発生器(27)において油量制御弁(7) の特性を補正し、油量操作量信号Mr1,Mr2として油量制御弁(7) に出力される。
【0033】
図3において、破線の四角で囲んでいるシリンダ制御装置(8) および燃焼制御装置(10)の各処理は、動作順序を設定可能なシーケンサまたはループコントローラで行われる。
【0034】
図3に示すように、油圧シリンダ(5) が2つある場合には、第2比較器(25)、第2PID調整器(26)および関数発生器(27)がそれぞれ2つずつ設けられ、各変位検出器(6) からのピストン変位計測値Lm1,Lm2がピストン変位目標値Ldと比較されて、各油圧シリンダ(5) にそれぞれ油量操作量信号Mr1,Mr2が出力される。
【0035】
図4は、上記第1実施形態の廃棄物供給装置におけるタイムチャート示している。同図に示すように、第1実施形態の廃棄物供給装置では、油圧シリンダ(5) は、前進時間Tf(s)の間に前進速度Vf(mm/s)で前進して、ストローク前進端Ls(mm)(=ストローク長)に達し、前進時間Tfよりも短い後退時間Tb(s)の間に前進速度Vfより速い後退速度Vb(mm/s)で後退して元に戻り、一往復時間Tt(s)ごとにこの動作を繰り返す。
【0036】
図5は、この発明による廃棄物供給装置の第2実施形態を示している。第2実施形態のものは、1種類の往復動作を繰り返すだけの運転パターンである第1実施形態に対して、予備送りモードを有する二度送り運転パターンを可能とするものである。図6にそのタイムチャート示すように、第2実施形態の廃棄物供給装置では、油圧シリンダ(5) は、第1の前進時間Tf1(s)の間に前進速度Vf(mm/s)で前進して、ストローク中間位置Lm(mm)に達し、第1の後退時間Tb1(s)の間に後退速度Vb(mm/s)で後退して一旦元に戻る小往復動作を行い、次いで、第2の前進時間Tf2(s)の間に前進速度Vf2(mm/s)で前進して、ストローク前進端Ls(mm)(=ストローク長)に達し、その後、第2の後退時間Tb2(s)の間に後退速度Vb(mm/s)で後退して元に戻る大往復動作を行い、一往復時間Tt(s)ごとに小往復動作および大往復動作を1回ずつ繰り返す。
【0037】
図5において、第2実施形態のシリンダ制御装置(8) が第1実施形態と異なる点は、ストローク長Ls(mm)のほかに任意の中間位置Lm(mm)を設定することができるようになっており、ストローク長Lsと中間位置Lmとを加算する第2加算器(31)が付加されている点と、ストローク長Lsに対応する第1上限スイッチPH(22)に加えて、中間位置Lmに対応する第2上限スイッチPM(32)が設けられている点と、これに伴い、第1上限スイッチPH(22)と第2上限スイッチPM(32)との切替えを行うための第2切替器(33)および第2フリップフロップ(34)が付加されている点とである。これらの付加された部分(31)(32)(33)(34)が運転パターン変更手段を構成している。
【0038】
第2実施形態のシリンダ制御装置(8) では、次のようにして、油圧シリンダ(5) のピストン変位目標値Ld(mm)が求められる。
【0039】
まず、新たに付加された第2加算器(31)により、第1実施形態のストローク長Ls(mm)がストローク長Lsと中間位置Lm(mm)との和Ls+Lmに置き替えられる。そして、燃焼制御装置(10)で求められた廃棄物供給速度Vtが第3除算器(15)においてLs+Lmで割られることにより、往復時間Tt(s)が求められる。一方、Ls+Lmが第4除算器(16)において後退速度Vb(mm/s)で割られることにより、後退時間Tb(s)=Tb1+Tb2が求められる。中間位置Lmを調整することで、たとえば、ピストン後退速度Vbを廃棄物供給速度Vtに対する比率で設定したり、ピストン一往復時間Ttに占める割合から求めたりすることができる。そして、第1減算器(17)において往復時間Tt(s)と後退時間Tb(s)との差から前進時間Tf(s)=Tf1+Tf2が求められる。次いで、第5除算器(18)においてLs+Lmが前進時間Tf(s)で割られることにより、前進速度Vf(mm/s)が求められる。
【0040】
ピストン変位目標値Ldは、ΔT(s)を測定周期として、前進時には、Ld=Ld+Vf・ΔTにより求まるから、たとえばΔT=1とすれば、Ld=Ld+Vfとして求められる。この演算は第1加算器(19)で行われる。後退時には、第1切替器(21)が第2減算器(20)側に切り替えられる。したがって、後退時には、ピストン変位目標値Ldは、Ld=Ld−Vb・ΔTにより求められる。
【0041】
第1切替器(21)の切替えは、下限スイッチPL(23)がオンとなって前進を開始してから第2上限スイッチPM(32)がオンとなるまでの間は、目標値Ldが第1加算器(19)により求められ、第2上限スイッチPM(32)がオンとなって後退を開始してから下限スイッチPL(23)がオンとなるまでの間は、目標値Ldが第2減算器(20)により求められるように、第1フリップフロップ(24)により行われる。この間、第2切替器(33)は、第2上限スイッチPM(32)の値が第1フリップフロップ(24)にセットされるよう(図の実線の位置)に位置させられる。この後、再び下限スイッチPL(23)がオンとなって前進を開始するが、この時、第2切替器(33)は、第1上限スイッチPH(22)の値が第1フリップフロップ(24)にセットされるよう(図の破線の位置)に位置させられる。そして、この第1上限スイッチPH(22)がオンとなるまでの間は、目標値Ldが第1加算器(19)により求められ、第1上限スイッチPH(22)がオンとなって後退を開始してから下限スイッチPL(23)がオンとなるまでの間は、目標値Ldが第2減算器(20)により求められるように、第1フリップフロップ(24)により第1切替器(21)の切替えが行われる。第2フリップフロップ(34)は、小往復動作の間は上限値として中間位置Lmを保持し、大往復動作の間は上限値としてストローク長Lsを保持する。第2フリップフロップ(34)のセット・リセットは、小往復動作と大往復動作との切替え時にのみ行われる。こうして、一定間隔ΔT(たとえば1秒、2秒その他の適当な間隔でも可)ごとに、ピストン変位目標値Ldが求められる。
【0042】
上記第1および第2実施形態において、油圧シリンダ(5) は二連に設けられているが、油圧シリンダ(5) が一つの場合でも同様である。油圧シリンダ(5) が二連に設けられた場合に上記のように行うことにより、従来問題となっていた左右の油圧シリンダの速度の違いによって生じる廃棄物供給量のばらつきによる後流側燃焼プロセスの外乱を防止することができ、これにより、炉の能力をフルに発揮させることができる。
【0043】
なお、上記実施形態の廃棄物供給装置は、図1に示すロータリーキルン式焼却装置に適用するものとして説明したが、この廃棄物供給装置は、ストーカー式焼却装置に適用することもできる。ストーカー式焼却装置に適用した場合には、廃棄物の移動速度と燃焼速度を微妙に制御することができ、さらに、火格子焼損対策の動作も加えることが可能となって、ストーカー炉の長寿命化に効果があり、炉の立上げ・下げ時の最長ストロークでの廃棄物の切り出し制御も容易となり、連続的なストロークの変更によりスムーズで公害の少ない運転ができるという効果もある。
【0044】
いずれにしろ、上記実施形態の廃棄物供給装置によると、廃棄物の焼却に関して厳しくなる公害規制に対し、燃料の三要素である燃料、空気および温度のうち最も基本となる燃料=廃棄物供給量をいかに高精度に制御するかが重要なポイントとなる各種燃焼装置において、時代と共に変わっていく廃棄物の質に応じた運転パターンの選択が自由にでき、廃棄物供給量に対する高精度制御の要求を満足することができる。また、ピストン変位の差分をとれば簡単にピストン移動速度が求まり、これを表示することにより、運転管理の精度を上げることもできる。さらにまた、無理のない安定した運転ができるため、炉の能力(処理量、低公害など)をフルに引き出すこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による廃棄物供給装置が対象とする焼却装置の一例を概略的に示す図である。
【図2】 この発明による廃棄物供給装置を示すブロック図である。
【図3】 廃棄物供給装置の第1実施形態の制御装置の回路図である。
【図4】 図3の制御装置により制御された油圧シリンダのタイムチャートである。
【図5】 廃棄物供給装置の第2実施形態の制御装置の回路図である。
【図6】 図5の制御装置により制御された油圧シリンダのタイムチャートである。
【符号の説明】
(1) ロータリーキルン(炉)
(2) 廃棄物供給装置
(4) 廃熱ボイラ
(5) 油圧シリンダ
(6) 変位検出器
(7) 油量制御弁
(8) シリンダ制御装置
(9) 蒸気流量発信器
Claims (6)
- 廃棄物を炉へ送る油圧シリンダと、油圧シリンダへの油量を調整する油量制御弁と、油圧シリンダのピストンの変位を検出する変位検出器と、油圧シリンダのピストンの前進・後退を制御するシリンダ制御装置とを備えている廃棄物供給装置において、シリンダ制御装置が、ピストン変位目標値を求める目標変位設定手段と、目標変位設定手段の出力および変位検出器の出力に基づいてピストン変位偏差を求める変位比較手段と、変位比較手段の出力に基づいてピストン変位偏差がゼロとなるように油量制御弁を制御する制御弁調整手段とを備えており、目標変位設定手段が、廃棄物供給速度およびストローク長からピストンの一往復時間を求める往復時間算出手段と、ピストンの一往復時間および決められた後退速度からピストンの前進速度を求め、ピストンの速度を積分することによりピストン変位を求める変位算出手段とを備えていることを特徴とする廃棄物供給装置。
- 廃棄物を炉へ送る油圧シリンダと、油圧シリンダへの油量を調整する油量制御弁と、油圧シリンダのピストンの変位を検出する変位検出器と、油圧シリンダのピストンの前進・後退を制御するシリンダ制御装置とを備えている廃棄物供給装置において、シリンダ制御装置が、ピストン変位目標値を求める目標変位設定手段と、目標変位設定手段の出力および変位検出器の出力に基づいてピストン変位偏差を求める変位比較手段と、変位比較手段の出力に基づいてピストン変位偏差がゼロとなるように油量制御弁を制御する制御弁調整手段とを備えており、目標変位設定手段が、廃棄物供給速度およびストローク長からピストンの一往復時間を求める往復時間算出手段と、ピストンの一往復時間および決められた後退速度と前進速度との比に基づいてピストンの前進速度および後退速度を求め、ピストンの速度を積分することによりピストン変位を求める変位算出手段とを備えていることを特徴とする廃棄物供給装置。
- 目標変位設定手段が、油圧シリンダのストローク両端間に任意の反転位置を設定可能とするとともに、ピストンが前進端から反転位置を経て前進端に至る往復動作を行うことを可能とする運転パターン変更手段をさらに備えている請求項1または2記載の廃棄物供給装置。
- 目標変位設定手段が、ピストンのストローク両端間に任意の反転位置を設定可能とするとともに、ピストンが後退端から前進端に至るさいに、後退端から反転位置を経て後退端に至る小往復動作を少なくとも1回行うことを可能とする運転パターン変更手段をさらに備えている請求項1または2記載の廃棄物供給装置。
- 廃棄物を炉へ送る油圧シリンダのピストンの変位を検出し、検出されたピストン変位を時々刻々計算されたピストン変位目標値に合わせるように油圧シリンダへの油量を制御するとともに、油圧シリンダのピストンの後退端の位置を可変設定することにより、ストロークの中間位置での油圧シリンダの往復動作を可能とすることを特徴とする廃棄物供給方法。
- 廃棄物を炉へ送る油圧シリンダのピストンの変位を検出し、検出されたピストン変位を時々刻々計算されたピストン変位目標値に合わせるように油圧シリンダへの油量を制御するとともに、油圧シリンダのストロークの両端間に可変の中間点を設け、ピストンが後退端と中間点との往復動作を行う一または複数回の送りと、その後にピストンが後退端と前進端との往復動作を行う一回の送りとを繰り返すことを特徴とする廃棄物供給方法。
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