JP6425614B2 - 廃棄物装入方法及び廃棄物装入装置 - Google Patents

Description

本開示は、廃棄物装入方法及び廃棄物装入装置に関する。

特許文献１には、上下方向に沿って延在する筒状の側壁を有する廃棄物溶融炉に、上方から廃棄物を装入する廃棄物装入装置が開示されている。この廃棄物装入装置は、廃棄物を下方に送り出す下側開口部と、第１の回動軸まわりに回動して下側開口部を開閉する下側シール弁と、第２の回動軸まわりに回動して廃棄物の落下方向を調節する案内板と、を備える。

特開２０１４−１２６２３２号公報

上記廃棄物装入装置によれば、廃棄物溶融炉内における廃棄物の偏積が抑制されるので、廃棄物溶融炉の操業安定性を向上させることができる。本開示は、廃棄物溶融炉の操業安定性を更に向上させることができる廃棄物装入方法及び廃棄物装入装置を提供することを目的とする。

本開示に係る廃棄物装入方法は、鉛直な軸線を囲むように配置された筒状の側壁を有する廃棄物溶融炉に、上方から廃棄物を装入する方法であって、水平な軸線まわりに回転して廃棄物の落下方向を調節する案内板を用い、側壁の中心に対して第一方向に偏った位置に廃棄物を落下させるように案内板の回転角度を調節した第一状態にて、廃棄物を廃棄物溶融炉内に装入すること、側壁の中心に対して第一方向の逆の第二方向に偏った位置に廃棄物を落下させるように案内板の回転角度を調節した第二状態にて、廃棄物を廃棄物溶融炉内に装入すること、を交互に繰り返す。

本発明者等は、操業安定性を更に向上させるために、廃棄物溶融炉内の状況を調査し、以下の現象を見出した。
ａ）廃棄物溶融炉内における廃棄物の偏積が抑制されたとしても、炉内ガスは廃棄物溶融炉内の周辺部（側壁の近傍部）に偏って流れる傾向がある。
ｂ）炉内ガスが廃棄物溶融炉内の周辺部に偏って流れることにより、廃棄物溶融炉内の周辺部における廃棄物の熱分解及び減容が部分的に促進され、廃棄物溶融炉内の周辺部において部分的な空洞が生じる場合がある。
ｃ）廃棄物溶融炉内の部分的な空洞は炉内ガスの流路を形成する場合があり、その場合、空洞以外の部分に炉内ガスが流れ難くなる可能性がある。
これらの現象は、廃棄物溶融炉内のガス流れを偏流化するため、廃棄物の熱分解及び減容を部分的に停滞させる要因となる。これに対し、本廃棄物装入方法では、上記第一状態及び第二状態における廃棄物の装入を交互に実行するので、側壁の中心に対して第一方向及び第二方向に偏った位置に廃棄物が落下する。このため、側壁の中心に廃棄物を落下させる場合に比べて、廃棄物溶融炉内の周辺部における廃棄物の堆積高さが高くなり、廃棄物溶融炉内の周辺部における通気抵抗が高まる。これにより、上記現象の発生が抑制されるので、廃棄物の熱分解及び減容の部分的な停滞が抑制され、廃棄物溶融炉内全域における廃棄物の溶融処理が安定的に進行する。従って、廃棄物溶融炉の操業安定性を向上させることができる。

廃棄物溶融炉内に堆積した廃棄物の上部が、第一方向に偏った位置及び第二方向に偏った位置において隆起した形状となるように、第一状態及び第二状態における案内板の回転角度を調節してもよい。この場合、上記現象の発生がより確実に抑制されるので、廃棄物溶融炉の操業安定性をより確実に向上させることができる。

案内板の回転角度を指定する外部入力が取得された場合に、第一状態及び第二状態における廃棄物の装入に優先して、外部入力に対応するように案内板の回転角度を調節した状態にて廃棄物を廃棄物溶融炉内に装入してもよい。この場合、外部入力によって案内板の回転角度を一時的に操作し、廃棄物の堆積状況を調整することができる。例えば、上記現象ｃ）が生じた場合には、炉内ガスの偏流を解消するように（例えば偏流が生じた箇所に廃棄物を落下させるように）、案内板の回転角度を一時的に操作することで、当該現象を抑制することができる。

本開示に係る廃棄物装入装置は、鉛直な軸線を囲むように配置された筒状の側壁を有する廃棄物溶融炉に上方から廃棄物を装入する経路を開閉する開閉機構と、水平な軸線まわりに回転する案内板により廃棄物の落下方向を調節する案内機構と、側壁の中心に対して第一方向に偏った位置に廃棄物を落下させるように案内板の回転角度を調節した第一状態にて、廃棄物を廃棄物溶融炉内に装入するように案内機構及び開閉機構を制御すること、側壁の中心に対して第一方向の逆の第二方向に偏った位置に廃棄物を落下させるように案内板の回転角度を調節した第二状態にて、廃棄物を廃棄物溶融炉内に装入するように案内機構及び開閉機構を制御すること、を交互に繰り返すように構成されたコントローラと、を備える。この廃棄物装入装置によれば、上述した廃棄物装入方法を実行することで廃棄物溶融炉の操業安定性を向上させることができる。

コントローラは、廃棄物溶融炉内に堆積した廃棄物の上部が、第一方向に偏った位置及び第二方向に偏った位置において隆起した形状となるように設定された角度を目標値として、第一状態及び第二状態における案内板の回転角度を調節するように案内機構を制御してもよい。この場合、廃棄物溶融炉の操業安定性をより確実に向上させることができる。

案内板の回転角度を指定するためのコンソールを更に備え、コントローラは、案内板の回転角度を指定する外部入力がコンソールにより取得された場合には、第一状態及び第二状態における廃棄物の装入に優先して、案内板の回転角度を外部入力に対応するように調節した状態にて廃棄物を廃棄物溶融炉内に装入するように案内機構及び開閉機構を制御してもよい。この場合、コンソールへの入力によって案内板の回転角度を一時的に操作し、廃棄物の堆積状況を調整することができる。例えば、上記現象ｃ）が生じた場合には、炉内ガスの偏流を解消するように（例えば偏流が生じた箇所に廃棄物を落下させるように）、案内板の回転角度を一時的に操作することで、当該現象を抑制することができる。

廃棄物溶融炉の上部において、側壁の周方向に並ぶように配置された複数の温度センサを更に備え、コンソールは、複数の温度センサによる検出値に関する情報の表示部を有してもよい。この場合、温度センサによる検出値に関する情報をオペレータに提供することにより、廃棄物を落下させるべき位置を推定し易くすることができる。例えば、高い温度を示す温度センサの位置には炉内ガスの偏流が生じている可能性が高いので、オペレータは、当該温度センサの位置が廃棄物を落下させるべき位置だと推定することができる。

少なくとも一つの温度センサの位置は、側壁の中心に対して第一方向に偏っており、少なくとも一つの温度センサの位置は、側壁の中心に対して第二方向に偏っていてもよい。この場合、温度センサによる検出値と、案内板の回転角度の双方が第一方向及び第二方向に関連付けられることとなるので、当該温度センサの位置に基づいて、コンソールに入力すべき案内板の回転角度を設定し易くなる。

本開示によれば、廃棄物溶融炉の操業安定性を更に向上させることができる。

廃棄物装入装置の構成を示す模式図である。 コントローラのハードウェア構成図である。 廃棄物装入手順を示すフローチャートである。 案内板の動作状態を示す模式図である。 比較例における案内板の動作状態を示す模式図である。 他の比較例における案内板の動作状態を示す模式図である。 更に他の比較例における案内板の動作状態を示す模式図である。 炉頂温度の比較結果を示すグラフである。

〔廃棄物装入装置〕
以下、実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１に示す廃棄物装入装置１は、廃棄物溶融炉２に廃棄物を装入する装置である。廃棄物溶融炉２は、鉛直な軸線を囲むように配置された筒状の側壁３を有する。一例として、側壁３は鉛直な軸線に沿っている。側壁３の上部は縮径され、上方に開口している。廃棄物溶融炉２は、廃棄物の乾燥、熱分解、燃焼及び溶融を行う。

廃棄物装入装置１は、廃棄物溶融炉２の上に配置されており、廃棄物溶融炉２に上方から廃棄物を装入する。廃棄物装入装置１は、廃棄物シュート１０と、中間ホッパ３０と、廃棄物受入ホッパ２０と、副資材装入装置４０と、開閉機構５０，６０と、案内機構７０と、複数の温度センサ８０と、コントローラ１００と、コンソール２００とを有する。

廃棄物シュート１０は、廃棄物を廃棄物溶融炉２内に誘導する。廃棄物シュート１０は、内筒１１と、誘導部１３とを有する。内筒１１は、廃棄物溶融炉２に上方から挿入され、廃棄物溶融炉２の上端部に固定されている。内筒１１の中心は側壁３の中心軸線ＣＬ１に一致している。誘導部１３は内筒１１の上端部に連なっており、中心軸線ＣＬ１を囲む側壁１４と、側壁１４の上部を塞ぐ天板１７とを有する。側壁１４は、上方へ向かうに従って広がっている。一例として、側壁１４は、傾斜壁部１５と鉛直壁部１６とを有する。傾斜壁部１５及び鉛直壁部１６は、側壁１４の周方向において互いに対向している。傾斜壁部１５は、上方へ向かうに従い中心軸線ＣＬ１から遠ざかるように傾斜している。鉛直壁部１６は、中心軸線ＣＬ１に沿っている。すなわち側壁１４は、上方へ向かうに従い傾斜壁部１５側に広がっている。

中間ホッパ３０は廃棄物シュート１０の上に配置されており、廃棄物を廃棄物シュート１０内に誘導する。中間ホッパ３０は鉛直な軸線に沿った筒状を呈している。中間ホッパ３０の下端部は廃棄物シュート１０の天板１７に挿入されており、誘導部１３内の上部に位置している。中間ホッパ３０の中心軸線ＣＬ２は、中心軸線ＣＬ１に対して傾斜壁部１５側にずれており、中間ホッパ３０の下側開口部３２の少なくとも一部が傾斜壁部１５の上にかかっている。

廃棄物受入ホッパ２０は、中間ホッパ３０の上に配置されており、廃棄物を中間ホッパ３０内に誘導する。廃棄物受入ホッパ２０は鉛直な軸線に沿った筒状を呈し、その上部は上方へ向かうに従って広がっている。廃棄物受入ホッパ２０の下側開口部２２は中間ホッパ３０の上側開口部３１に対向しており、これらの間には隙間が形成されている。

廃棄物受入ホッパ２０の上方には、例えばバケット４によって廃棄物が搬送される。バケット４により搬送された廃棄物は、廃棄物受入ホッパ２０内に投下される。廃棄物受入ホッパ２０内に投下された廃棄物は、廃棄物受入ホッパ２０、中間ホッパ３０及び廃棄物シュート１０を順に通って廃棄物溶融炉２内に装入される。すなわち、廃棄物受入ホッパ２０、中間ホッパ３０及び廃棄物シュート１０は、廃棄物溶融炉２に上方から廃棄物を装入する経路Ｒ１を構成する。

副資材装入装置４０は、副資材を貯留し、中間ホッパ３０を介して廃棄物溶融炉２内に装入する。副資材は、燃料、塩基度調整剤等である。燃料は例えばコークスであり、塩基度調整剤は例えば石灰である。副資材装入装置４０は、副資材シュート４１と、副資材ホッパ４２と、副資材装入弁４３とを有する。副資材シュート４１は、中間ホッパ３０の側面から斜め上方に突出した管状を呈しており、その内部は中間ホッパ３０内に連通している。副資材ホッパ４２は副資材シュート４１の上端部に設けられ、上方に開口している。副資材装入弁４３は、副資材シュート４１と副資材ホッパ４２の間を開閉する。副資材装入装置４０は、中間ホッパ３０を介さずに、廃棄物溶融炉２に副資材を直接装入するように構成されていてもよい。

開閉機構５０，６０は、廃棄物溶融炉２に上方から廃棄物を装入する経路Ｒ１を開閉する。開閉機構５０は、開閉板５１と押圧リング５２とを有する。開閉板５１は、廃棄物受入ホッパ２０の下端部と中間ホッパ３０の上端部との間に介在し、経路Ｒ１を遮る。開閉板５１は水平方向にスライド可能となっている。押圧リング５２は、開閉板５１の上において廃棄物受入ホッパ２０の下端部を囲むように配置されており、昇降可能となっている。開閉機構５０は、開閉板５１をスライドさせることで経路Ｒ１を開閉し、押圧リング５２により開閉板５１を下方に押圧することで中間ホッパ３０の上側開口部３１を密封する。開閉板５１は、例えば電動モータ又は油圧シリンダ等を動力源とし、チェーン又はベルト等の伝達機構を介して駆動される。押圧リング５２は、例えば油圧シリンダ又はエアシリンダ等を動力源として駆動される。

開閉機構６０は、回転軸６１と開閉板６２と駆動装置６３とを有する。回転軸６１は、中間ホッパ３０の下側開口部３２の周囲に位置し、水平方向に延在している。回転軸６１は傾斜壁部１５側に位置し、傾斜壁部１５に対して平行となっている。開閉板６２は、回転軸６１と一体化されており、下側開口部３２を塞ぐように回転軸６１の外周面から張り出している。駆動装置６３は、回転軸６１を回転させることで、回転軸６１の中心軸まわりに開閉板６２を回転させる。これにより下側開口部３２が開閉される。駆動装置６３は、回転軸６１を回転させるための動力源と、回転軸６１の回転角度を検出するセンサとを有する。駆動装置６３の動力源は例えば電動モータ又は油圧シリンダである。駆動装置６３のセンサは例えばロータリーエンコーダ又はポテンショメータである。

案内機構７０は、水平な軸線まわりに回転する案内板７２により廃棄物の落下方向を調節する。一例として、案内機構７０は、回転軸７１と案内板７２と駆動装置７３とを有する。回転軸７１は、中間ホッパ３０の下側開口部３２の周囲において回転軸６１の逆側に位置し、回転軸６１に平行となるように延在している。案内板７２は、回転軸７１と一体化されており、回転軸７１の外周面から下方に張り出している。駆動装置７３は、回転軸７１を回転させることで、回転軸７１の中心軸まわりに案内板７２を回転させる。これにより案内板７２の回転角度が調節される。駆動装置７３は、回転軸７１を回転させるための動力源と、回転軸７１の回転角度を検出するセンサとを有する。駆動装置７３の動力源は例えば電動モータ又は油圧シリンダである。駆動装置７３のセンサは例えばロータリーエンコーダ又はポテンショメータである。

複数の温度センサ８０は、廃棄物溶融炉２の上部において、側壁３の周方向に並ぶように配置されている。一例として、廃棄物装入装置１は８個の温度センサ８０を備え、これらの温度センサ８０は側壁３の周方向において等間隔に並んでいる。少なくとも一つの温度センサ８０の位置は、側壁３の中心軸線ＣＬ１に対して回転軸６１側（以下、「第一方向Ｄ１」という。）に偏っており、少なくとも一つの温度センサ８０の位置は、中心軸線ＣＬ１に対して回転軸７１側（以下、「第二方向Ｄ２」という。）に偏っている。

コントローラ１００は、開閉機構５０，６０を制御する装置である。コンソール２００は、オペレータによる各種操作入力を可能とする装置である。オペレータによる各種操作入力は、案内板７２の回転角度の指定を含む。一例として、コンソール２００は、モニタ２１１と入力部２１２とを有する。モニタ２１１は、オペレータに対する情報を表示する。モニタ２１１は、例えば液晶ディスプレイ等により構成される。入力部２１２は、オペレータによる入力を受け付ける。入力部２１２は、例えば操作スイッチ、キーボード、マウス又はタッチパネル等により構成される。コンソール２００はコントローラ１００と一体化されていてもよいし、コントローラ１００から分離したユニットとして構成されていてもよい。

コントローラ１００は、中心軸線ＣＬ１に対して第一方向Ｄ１に偏った位置に廃棄物を落下させるように案内板７２の回転角度を調節した第一状態にて、廃棄物を廃棄物溶融炉２内に装入するように案内機構７０及び開閉機構５０，６０を制御すること、中心軸線ＣＬ１に対して第二方向Ｄ２に偏った位置に廃棄物を落下させるように案内板７２の回転角度を調節した第二状態にて、廃棄物を廃棄物溶融炉２内に装入するように案内機構７０及び開閉機構５０，６０を制御すること、を交互に繰り返すように構成されている。

一例としてコントローラ１００は、機能上のモジュールとして、目標角度設定部１１１と、目標角度取得部１１２と、案内機構制御部１１３と、開閉機構制御部１１４と、炉況情報取得部１１５と、炉況情報出力部１１６とを有する。目標角度設定部１１１は、オペレータからの指定がない場合に案内板７２の回転角度の目標値を設定する。目標角度取得部１１２は、案内板７２の回転角度を指令する外部入力を入力部２１２から取得する。一例として、目標角度取得部１１２は、オペレータにより入力部２１２に入力された案内板７２の回転角度の目標値を取得する。案内機構制御部１１３は、案内機構７０を制御する。開閉機構制御部１１４は、開閉機構５０，６０を制御する。炉況情報取得部１１５は、炉内状況に関する情報の一例として、温度センサ８０による検出値を出力する。炉況情報出力部１１６は、炉況情報取得部１１５が取得した情報に基づいて、炉内状況に関する情報をモニタ２１１に出力する。このためモニタ２１１は、複数の温度センサ８０による検出値に関する情報の表示部として機能する。

コントローラ１００は、ハードウェア上の構成として、例えば図２に示す回路１２０を有する。回路１２０は、プロセッサ１２１と、メモリ１２２と、ストレージ１２３と、入出力ポート１２４と、ドライバ１２５とを有する。ドライバ１２５は、駆動装置６３，７３を駆動するための回路である。入出力ポート１２４は、温度センサ８０、モニタ２１１及び入力部２１２との間でデータの入出力を行う。入出力ポート１２４は、ドライバ１２５との間でもデータの入出力を行い、駆動装置７３，７４に対する駆動指令をドライバ１２５に出力する。プロセッサ１２１は、メモリ１２２及びストレージ１２３の少なくとも一方と協働してプログラムを実行し、入出力ポート１２４に対する入出力を行うことで、上述した機能上のモジュールを構成する。

なお、コントローラ１００のハードウェア上の構成は、必ずしもプログラムの実行により機能モジュールを構成するものに限られない。例えばコントローラ１００は、専用の論理回路により、又はこれを集積したＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）によりこれらの機能を構成するものであってもよい。

〔廃棄物装入手順〕
続いて、廃棄物装入方法の一例として、廃棄物装入装置１による廃棄物装入手順について説明する。以下の説明において、「通常目標角度」とは、案内板７２の回転角度の目標値のうち、目標角度設定部１１１により設定されるものを意味する。「指定目標角度」とは、案内板７２の回転角度の目標値のうち、オペレータにより入力部２１２に入力されるものを意味する。第一角度θ１とは、側壁３の中心軸線ＣＬ１に対して第一方向Ｄ１に偏った位置（以下、単に「第一方向Ｄ１に偏った位置」という。）に廃棄物を落下させるように予め設定された案内板７２の回転角度を意味する。第二角度θ２とは、側壁３の中心軸線ＣＬ１に対して第二方向Ｄ２に偏った位置（以下、単に「第二方向Ｄ２に偏った位置」という。）に廃棄物を落下させるように予め設定された案内板７２の回転角度を意味する。第一角度θ１及び第二角度θ２は、廃棄物溶融炉２内に堆積した廃棄物の上部が、第一方向Ｄ１に偏った位置及び第二方向Ｄ２に偏った位置において隆起した形状となるように設定されていてもよい。

廃棄物装入装置１による廃棄物装入手順は、コントローラ１００が廃棄物装入装置１の各要素を制御することにより実行される。図３に示すように、コントローラ１００は、まずステップＳ０１を実行する。ステップＳ０１では、目標角度設定部１１１が、前回の通常目標角度が第一角度θ１であったか否かを確認する。

ステップＳ０１において、前回の通常目標角度が第一角度θ１であると判断した場合、コントローラ１００はステップＳ０２を実行する。ステップＳ０２では、目標角度設定部１１１が、通常目標角度を第二角度θ２に設定する。ステップＳ０１において、前回の通常目標角度が第一角度θ１でないと判断した場合、コントローラ１００はステップＳ０３を実行する。ステップＳ０３では、目標角度設定部１１１が、通常目標角度を第一角度θ１に設定する。

次に、コントローラ１００はステップＳ０４を実行する。ステップＳ０４では、案内板７２の回転角度を指定する外部入力（例えば指定目標角度）が入力部２１２により取得されたか否かを目標角度取得部１１２が確認する。

ステップＳ０４において、上記外部入力が取得されていないと判断した場合、コントローラ１００はステップＳ０５を実行する。ステップＳ０５では、案内板７２の回転角度を通常目標角度に一致させるように、案内機構制御部１１３が案内機構７０を制御する。なお、ここでの「一致」は実質的な一致を意味し、制御上不可避な誤差がある場合も含む。以下の説明においても同様である。

ステップＳ０４において、上記外部入力が取得されていると判断した場合、コントローラ１００はステップＳ０６を実行する。ステップＳ０６では、案内板７２の回転角度を外部入力に対応させるように（例えば指定目標角度に一致させるように）、案内機構制御部１１３が案内機構７０を制御する。

次に、コントローラ１００はステップＳ０７を実行する。ステップＳ０７では、開閉機構制御部１１４が、廃棄物溶融炉２内に廃棄物を装入するように開閉機構５０，６０を制御する。

一例として、開閉機構制御部１１４は、まず開閉機構６０が下側開口部３２を閉じた状態で、開閉板５１が経路Ｒ１を開くように開閉機構５０を制御する。これにより、廃棄物が廃棄物受入ホッパ２０内から中間ホッパ３０内に装入される。この際、開閉機構制御部１１４は、副資材装入弁４３を開閉させて中間ホッパ３０内に副資材を装入するように、副資材装入装置４０を制御してもよい。次に開閉機構制御部１１４は、開閉板５１が経路Ｒ１を閉じるように開閉機構５０を制御した後に、開閉板６２が経路Ｒ１を開くように開閉機構６０を制御する。これにより、廃棄物が中間ホッパ３０内から廃棄物シュート１０内を経て廃棄物溶融炉２内に装入される。

廃棄物は、開閉板６２及び傾斜壁部１５の少なくとも一方の上を滑落した後、案内板７２に案内されて廃棄物溶融炉２内に落下する。案内板７２の回転角度が第一角度θ１となっている場合、廃棄物は中心軸線ＣＬ１に対して第一方向Ｄ１に偏った位置に落下する。
案内板７２の回転角度が第二角度θ２となっている場合、廃棄物は中心軸線ＣＬ１に対して第二方向Ｄ２に偏った位置に落下する。

次に、コントローラ１００はステップＳ０８，Ｓ０９を実行する。ステップＳ０８では、炉況情報取得部１１５が、炉内状況に関する情報の一例として、全ての温度センサ８０による検出値を取得する。ステップＳ０９では、炉況情報出力部１１６が、炉況情報取得部１１５により取得された情報に基づいて、炉内状況に関する情報をモニタ２１１に出力する。炉況情報出力部１１６は、炉況情報取得部１１５により取得された情報自体をモニタ２１１に出力してもよいし、炉況情報取得部１１５により取得された情報を加工してモニタ２１１に出力してもよい。例えば炉況情報出力部１１６は、複数の温度センサ８０による検出値に基づいて、炉内ガスの偏流の発生個所を推定し、その推定結果をモニタ２１１に出力してもよい。

次に、コントローラ１００は、ステップＳ１０において経過時間を確認する。所定時間が経過していない場合、コントローラ１００は処理をステップＳ０８に戻す。これにより、所定時間の経過までは、炉内状況の確認と表示が繰り返される。所定時間は、必要とされる廃棄物の装入サイクルに応じて適宜設定される。

次に、コントローラ１００は、ステップＳ１１において停止指令の有無を確認する。
停止指令は、必要に応じオペレータにより入力部２１２に入力される。停止指令が入力部２１２により取得されていないと判断した場合、コントローラ１００は処理をステップＳ０１に戻す。

以後、停止指令が入力されるまでは、上述したステップＳ０１〜Ｓ１１が繰り返される。これにより、図４に示すように、案内板７２の回転角度が第一角度θ１となった状態での廃棄物Ｇの装入と、案内板７２の回転角度が第二角度θ２となった状態での廃棄物Ｇの装入とが交互に繰り返される。すなわち、中心軸線ＣＬ１に対して第一方向Ｄ１に偏った位置に廃棄物Ｇを落下させるように案内板７２の回転角度を調節した第一状態にて、廃棄物Ｇを廃棄物溶融炉２内に装入すること、中心軸線ＣＬ１に対して第二方向Ｄ２に偏った位置に廃棄物Ｇを落下させるように案内板７２の回転角度を調節した第二状態にて、廃棄物Ｇを廃棄物溶融炉２内に装入すること、が交互に繰り返される。これにより、廃棄物Ｇが、第一方向Ｄ１に偏った位置及び第二方向Ｄ２に偏った位置に交互に落下する。

上述したように、第一角度θ１及び第二角度θ２は、廃棄物溶融炉２内に堆積した廃棄物の上部が第一方向Ｄ１に偏った位置及び第二方向Ｄ２に偏った位置において隆起した形状となるように設定されていてもよい。この場合、第一状態及び第二状態での廃棄物Ｇの装入を交互に繰り返すことにより、廃棄物溶融炉２内に堆積した廃棄物Ｇの上部が第一方向Ｄ１に偏った位置及び第二方向Ｄ２に偏った位置において隆起した形状となる。すなわち、第一方向Ｄ１に偏った位置における廃棄物Ｇの堆積高さＨ１と、第二方向Ｄ２に偏った位置における廃棄物Ｇの堆積高さＨ２とが、側壁３の中央部（中心軸線ＣＬ１及びその近傍部分）における廃棄物Ｇの堆積高さＨ０に比べて高い状態となる。

案内板７２の回転角度を指定する外部入力（例えば指定目標角度）が入力部２１２により取得された場合には、第一状態及び第二状態における廃棄物の装入に優先して、案内板７２の回転角度を外部入力に対応するように（例えば指定目標角度に一致するように）調節した状態にて廃棄物Ｇが廃棄物溶融炉２内に装入される。

ステップＳ１１において、停止指令が入力部２１２により取得されたと判断した場合、コントローラ１００は処理を終了する。以上で廃棄物装入手順が完了する。

〔本実施形態の効果〕
以上に説明したように、本実施形態に係る廃棄物装入方法は、鉛直な軸線を囲むように配置された筒状の側壁３を有する廃棄物溶融炉２に、上方から廃棄物Ｇを装入する方法であって、水平な軸線まわりに回転して廃棄物Ｇの落下方向を調節する案内板７２を用い、側壁３の中心に対して第一方向Ｄ１に偏った位置に廃棄物Ｇを落下させるように案内板７２の回転角度を調節した第一状態にて、廃棄物Ｇを廃棄物溶融炉２内に装入すること、
側壁３の中心に対して第一方向Ｄ１の逆の第二方向Ｄ２に偏った位置に廃棄物Ｇを落下させるように案内板７２の回転角度を調節した第二状態にて、廃棄物Ｇを廃棄物溶融炉２内に装入すること、を交互に繰り返す。

本発明者等は、操業安定性を更に向上させるために、廃棄物溶融炉２内の状況を調査し、以下の現象を見出した。
ａ）廃棄物溶融炉２内における廃棄物の偏積が抑制されたとしても、炉内ガスは廃棄物溶融炉２内の周辺部（側壁３の近傍部）に偏って流れる傾向がある。
ｂ）炉内ガスが廃棄物溶融炉２内の周辺部に偏って流れることにより、廃棄物溶融炉２内の周辺部における廃棄物の熱分解及び減容が部分的に促進され、廃棄物溶融炉２内の周辺部において部分的な空洞が生じる場合がある。
ｃ）廃棄物溶融炉２内の部分的な空洞は炉内ガスの流路を形成する場合があり、その場合、空洞以外の部分に炉内ガスが流れ難くなる可能性がある。
これらの現象は、廃棄物溶融炉２内のガスの流れを偏流化するため、廃棄物Ｇの熱分解及び減容を部分的に停滞させる要因となる。これに対し、本廃棄物装入方法では、上記第一状態及び第二状態における廃棄物Ｇの装入を交互に実行するので、側壁３の中心に対して第一方向Ｄ１及び第二方向Ｄ２に偏った位置に廃棄物Ｇが落下する。このため、側壁３の中心に廃棄物Ｇを落下させる場合に比べて、廃棄物溶融炉２内の周辺部における廃棄物Ｇの堆積高さ（以下、単に「堆積高さ」という。）が高くなり、廃棄物溶融炉２内の周辺部における通気抵抗が高まる。これにより、上記現象の発生が抑制されるので、廃棄物の熱分解及び減容の部分的な停滞が抑制され、廃棄物溶融炉２内全域における廃棄物の溶融処理が安定的に進行する。従って、廃棄物溶融炉２の操業安定性を向上させることができる。

廃棄物溶融炉２内に堆積した廃棄物Ｇの上部が、第一方向Ｄ１に偏った位置及び第二方向Ｄ２に偏った位置において隆起した形状となるように、第一状態及び第二状態における案内板７２の回転角度を調節してもよい。この場合、上記現象の発生がより確実に抑制されるので、廃棄物溶融炉２の操業安定性をより確実に向上させることができる。

案内板７２の回転角度を指定する外部入力が取得された場合に、第一状態及び第二状態における廃棄物Ｇの装入に優先して、外部入力に対応するように案内板７２の回転角度を調節した状態にて廃棄物Ｇを廃棄物溶融炉２内に装入してもよい。この場合、外部入力によって案内板７２の回転角度を一時的に操作し、廃棄物Ｇの堆積状況を調整することができる。例えば、上記現象ｃ）が生じた場合には、炉内ガスの偏流を解消するように（例えば偏流が生じた箇所に廃棄物Ｇを落下させるように）、案内板７２の回転角度を一時的に操作することで、当該現象を抑制することができる。

廃棄物装入装置１は、廃棄物溶融炉２の上部において、側壁３の周方向に並ぶように配置された複数の温度センサ８０を更に備えてもよく、コンソール２００は、複数の温度センサによる検出値に関する情報の表示部（モニタ２１１）を有してもよい。

この場合、温度センサ８０による検出値に関する情報をオペレータに提供することにより、廃棄物Ｇを落下させるべき位置を推定し易くすることができる。例えば、高い温度を示す温度センサ８０の位置には炉内ガスの偏流が生じている可能性が高いので、オペレータは、当該温度センサ８０の位置が廃棄物Ｇを落下させるべき位置だと推定することができる。

少なくとも一つの温度センサ８０の位置は、側壁３の中心に対して第一方向Ｄ１に偏っており、少なくとも一つの温度センサ８０の位置は、側壁３の中心に対して第二方向Ｄ２に偏っていてもよい。この場合、温度センサ８０による検出値と、案内板７２の回転角度の双方が第一方向Ｄ１及び第二方向Ｄ２に関連付けられることとなるので、当該温度センサ８０の位置に基づいて、コンソール２００に入力すべき案内板７２の回転角度を設定し易くなる。

以上、実施形態について説明したが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、第一状態及び第二状態における廃棄物の装入を複数回繰り返す度に、他の状態での廃棄物の装入を実行してもよい。

以下、実施例及び比較例について説明するが、本発明はこれらの実施例及び比較例に限定されない。

〔実施例及び比較例の内容〕
（実施例１）
廃棄物装入装置１を用い、以下の装入条件にて廃棄物を廃棄物溶融炉２内に装入しながら、廃棄物装入処理を継続的に行った。
装入条件 ： 第一状態及び第二状態での廃棄物の装入を交互に繰り返す（図４参照）。途中で指定目標角度の入力を行わない。

（比較例１）
廃棄物装入装置１を用い、以下の装入条件にて廃棄物を廃棄物溶融炉２内に装入しながら、廃棄物装入処理を継続的に行った。
装入条件 ： 案内板７２をなくした状態にて廃棄物の装入を繰り返す（図５参照）。途中で指定目標角度の入力を行わない。一回の廃棄物装入の継続時間、廃棄物装入の繰り返し周期は実施例１と同じである。

（比較例２）
廃棄物装入装置１を用い、以下の装入条件にて廃棄物を廃棄物溶融炉２内に装入しながら、廃棄物装入処理を継続的に行った。
装入条件 ： 廃棄物Ｇが側壁３の中央部に落下するように設定された第三角度θ３に案内板７２の回転角度を一致させた第三状態にて廃棄物Ｇの装入を繰り返す（図６参照）。途中で指定目標角度の入力を行わない。一回の廃棄物装入の継続時間、廃棄物装入の繰り返し周期は実施例１と同じである。

（比較例３）
廃棄物装入装置１を用い、以下の装入条件にて廃棄物を廃棄物溶融炉２内に装入しながら、廃棄物装入処理を継続的に行った。
装入条件 ： 第一状態、第三状態及び第二状態での廃棄物の装入を順に繰り返す（図７参照）。途中で指定目標角度の入力を行わない。一回の廃棄物装入の継続時間、廃棄物装入の繰り返し周期は実施例１と同じである。

〔操業安定性の評価〕
上記実施例１及び比較例１〜３のそれぞれにおいて、廃棄物の溶融処理を所定期間（５日以上）継続した時点での炉頂温度（廃棄物受入ホッパ２０内の最上部の近傍における温度）を測定した。廃棄物溶融炉２内の廃棄物を高温のまま吹き抜ける炉内ガスが増えると、炉頂温度が高くなる。このため、炉頂温度に基づいて、炉内ガスの偏流状態を推定できる。炉頂温度が低いほど、炉内ガスの偏流が少なく、廃棄物溶融炉２の操業安定性が高いと考えられる。図８に、炉頂温度の評価結果を示す。図８は、比較例１の炉頂温度を１００％として、炉頂温度を無次元化したグラフである。

図８に示されるように、比較例２の炉頂温度は比較例１の炉頂温度に比べて約４％低かった。比較例３の炉頂温度は比較例２の炉頂温度に比べて更に約４％低かった。これらの差異は、廃棄物溶融炉２内における廃棄物の偏積の程度（例えば最も高く堆積した箇所と最も低く堆積した箇所との高低差）に関係しているものと考えられる。

比較例１においては、開閉板６２及び傾斜壁部１５の少なくとも一方の上を滑落した廃棄物が第二方向Ｄ２に偏った位置に集中して落下するので、堆積高さＨ２に比べて堆積高さＨ１が低くなり易い（図５参照）。このため、第一方向Ｄ１に偏った位置における通気抵抗が小さくなり、ここに炉内ガスの偏流が発生し易くなったものと考えられる。比較例２においては、廃棄物が側壁３の中央部に落下するので、側壁３の中央部における堆積高さＨ０に比べて堆積高さＨ１，Ｈ２が低くなるが、偏積の程度は比較例１に比べて小さくなり易い（図６参照）。このため、比較例１に比べて炉内ガスの偏流が少なく、炉頂温度が低かったものと考えられる。比較例３においては、廃棄物が第一方向Ｄ１側に偏った位置、第二方向Ｄ２側に偏った位置及び側壁３の中央部に万遍なく落下するので、比較例２に比べて偏析の程度が更に小さくなり易い（図７参照）。このため、比較例２に比べて炉内ガスの偏流が少なく、炉頂温度が低かったものと考えられる。

実施例１の炉頂温度は、比較例３の炉頂温度に比べて更に約１１％低かった。この差異は、廃棄物溶融炉２内の周辺部における廃棄物の堆積の程度に関係しているものと考えられる。

実施例１においては、廃棄物が第一方向Ｄ１側に偏った位置及び第二方向Ｄ２側に偏った位置に交互に落下し、側壁３の中央部には落下しないので、堆積高さＨ０を基準とした堆積高さＨ１，Ｈ２の相対値が高まったものと考えられる。このため、比較例３に比べて廃棄物溶融炉２内の周辺における炉内ガスの偏流が少なく、炉頂温度が低かったものと考えられる。

比較例１の炉頂温度と比較例２の炉頂温度との差異、及び比較例２の炉頂温度と比較例３の炉頂温度との差異に比べて、実施例１の炉頂温度と比較例３の炉頂温度との差異は著しく大きい。この評価結果から、第一状態及び第二状態での廃棄物の装入を繰り返すことの有効性が確認された。

１…廃棄物装入装置、２…廃棄物溶融炉、３…側壁、５０，６０…開閉機構、７０…案内機構、７２…案内板、８０…温度センサ、２００…コンソール、２１１…モニタ（表示部）、ＣＬ１…中心軸線（側壁の中心）、Ｄ１…第一方向、Ｄ２…第二方向、Ｒ１…廃棄物を装入する経路。

Claims (7)

1. 鉛直な軸線を囲むように配置された筒状の側壁を有する廃棄物溶融炉に、上方から廃棄物を装入する方法であって、
   水平な軸線まわりに回転して廃棄物の落下方向を調節する案内板を用い、前記側壁の中心に対して第一方向に偏った位置に廃棄物を落下させるように前記案内板の回転角度を調節した第一状態にて、廃棄物を前記廃棄物溶融炉内に装入すること、
   前記側壁の中心に対して前記第一方向の逆の第二方向に偏った位置に廃棄物を落下させるように前記案内板の回転角度を調節した第二状態にて、廃棄物を前記廃棄物溶融炉内に装入すること、を交互に繰り返し、
   前記廃棄物溶融炉内に堆積した廃棄物の上部が、前記第一方向に偏った位置及び前記第二方向に偏った位置において隆起した形状となるように、前記第一状態及び前記第二状態における前記案内板の回転角度を調節する、廃棄物装入方法。
2. 前記案内板の回転角度を指定する外部入力が取得された場合に、前記第一状態及び前記第二状態における廃棄物の装入に優先して、前記外部入力に対応するように前記案内板の回転角度を調節した状態にて廃棄物を前記廃棄物溶融炉内に装入する、請求項１記載の廃棄物装入方法。
3. 鉛直な軸線を囲むように配置された筒状の側壁を有する廃棄物溶融炉に上方から廃棄物を装入する経路を開閉する開閉機構と、
   水平な軸線まわりに回転する案内板により廃棄物の落下方向を調節する案内機構と、
   前記側壁の中心に対して第一方向に偏った位置に廃棄物を落下させるように前記案内板の回転角度を調節した第一状態にて、廃棄物を前記廃棄物溶融炉内に装入するように前記案内機構及び前記開閉機構を制御すること、前記側壁の中心に対して前記第一方向の逆の第二方向に偏った位置に廃棄物を落下させるように前記案内板の回転角度を調節した第二状態にて、廃棄物を前記廃棄物溶融炉内に装入するように前記案内機構及び前記開閉機構を制御すること、を交互に繰り返すように構成されたコントローラと、を備え、
   前記コントローラは、前記廃棄物溶融炉内に堆積した廃棄物の上部が、前記第一方向に偏った位置及び前記第二方向に偏った位置において隆起した形状となるように設定された角度を目標値として、前記第一状態及び前記第二状態における前記案内板の回転角度を調節するように前記案内機構を制御する、廃棄物装入装置。
4. 前記案内板の回転角度を指定するためのコンソールを更に備え、
   前記コントローラは、前記案内板の回転角度を指定する外部入力が前記コンソールにより取得された場合には、前記第一状態及び前記第二状態における廃棄物の装入に優先して、前記案内板の回転角度を前記外部入力に対応するように調節した状態にて廃棄物を前記廃棄物溶融炉内に装入するように前記案内機構及び前記開閉機構を制御する、請求項３記載の廃棄物装入装置。
5. 前記廃棄物溶融炉の上部において、前記側壁の周方向に並ぶように配置された複数の温度センサを更に備え、
   前記コンソールは、前記複数の温度センサによる検出値に関する情報の表示部を有する、請求項４記載の廃棄物装入装置。
6. 少なくとも一つの前記温度センサの位置は、前記側壁の中心に対して前記第一方向に偏っており、少なくとも一つの前記温度センサの位置は、前記側壁の中心に対して前記第二方向に偏っている、請求項５記載の廃棄物装入装置。
7. 鉛直な軸線を囲むように配置された筒状の側壁を有する廃棄物溶融炉に上方から廃棄物を装入する経路を開閉する開閉機構と、
   水平な軸線まわりに回転する案内板により廃棄物の落下方向を調節する案内機構と、
   前記側壁の中心に対して第一方向に偏った位置に廃棄物を落下させるように前記案内板の回転角度を調節した第一状態にて、廃棄物を前記廃棄物溶融炉内に装入するように前記案内機構及び前記開閉機構を制御すること、前記側壁の中心に対して前記第一方向の逆の第二方向に偏った位置に廃棄物を落下させるように前記案内板の回転角度を調節した第二状態にて、廃棄物を前記廃棄物溶融炉内に装入するように前記案内機構及び前記開閉機構を制御すること、を交互に繰り返すように構成されたコントローラと、
   前記案内板の回転角度を指定するためのコンソールと、
   前記廃棄物溶融炉の上部において、前記側壁の周方向に並ぶように配置された複数の温度センサと、を備え、
   前記コントローラは、前記案内板の回転角度を指定する外部入力が前記コンソールにより取得された場合には、前記第一状態及び前記第二状態における廃棄物の装入に優先して、前記案内板の回転角度を前記外部入力に対応するように調節した状態にて廃棄物を前記廃棄物溶融炉内に装入するように前記案内機構及び前記開閉機構を制御し、
   前記コンソールは、前記複数の温度センサによる検出値に関する情報の表示部を有し、
   少なくとも一つの前記温度センサの位置は、前記側壁の中心に対して前記第一方向に偏っており、少なくとも一つの前記温度センサの位置は、前記側壁の中心に対して前記第二方向に偏っている、廃棄物装入装置。

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