JPH0634118A - 焼却炉の燃焼制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 燃焼帯上の燃え切り位置を正確に検出するこ
とにより、効率的な燃焼制御を行う。 【構成】 燃焼中の被焼却物を搬送する搬送手段Ｓを設
けた燃焼帯７と、燃焼帯７における被焼却物の気体燃焼
の終了位置を検出する燃え切り位置検出手段Ｄと、その
検出手段により検出された燃え切り位置が設定範囲に入
るように搬送手段Ｓの搬送速度を増減調節する燃焼制御
手段１８とを備えた焼却炉の燃焼制御装置であって、燃
え切り位置検出手段Ｄを、被焼却物の搬送方向に沿って
複数配置され炎の有無を検出する光量検出手段Ｄ１と、
燃焼帯７近傍に複数配置され炉内の温度を検出する炉内
温度検出手段Ｄ２と、被焼却物の搬送方向に沿って火格
子Ｇに複数配置されその温度を検出する火格子温度検出
手段Ｄ３と、それらの検出値に基づき各別に燃え切り地
点を推定する複数の下位ニューラルネットワークと、そ
れらの出力を統合する上位ニューラルネットワークとで
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃焼中の被焼却物を前
後配置された火格子の相対移動により搬送する搬送手段
を設けた燃焼帯と、前記燃焼帯における被焼却物の気体
燃焼の終了位置を検出する燃え切り位置検出手段と、前
記燃え切り位置検出手段により検出された燃え切り位置
が設定範囲に入るように前記搬送手段の搬送速度を増減
調節する燃焼制御手段とを備えて構成してある焼却炉の
燃焼制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、前記燃え切り位置検出手段を、被
焼却物の搬送方向に沿って複数配置され炎の有無を検出
する光量検出手段や、前記燃焼帯近傍に複数配置され炉
内の温度を検出する炉内温度検出手段や、被焼却物の搬
送方向に沿って前記火格子に複数配置され前記火格子の
温度を検出する火格子温度検出手段等で構成したものが
あった。そして、これらは気体燃焼の程度を示す炎の大
きさを、光量の大小や温度の高低で判断してそれらがあ
る閾値より大から小となる位置を燃え切り位置と判断す
るものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した光量
検出素子を用いるものでは、搬送方向に沿った一定範囲
の視野内の全体光量を検出することになるので、搬送方
向に沿って高価な多くの光量検出素子を配置しない限り
は、その範囲内における詳細な位置情報が得られない
し、炉内温度を検出するものでは、温度センサが燃焼用
空気量の変化による影響を受けて大きく変動する場合が
あり正確な検出が行えるとは限らない。さらに、火格子
温度を検出するものでは、燃焼用空気がゴミの隙間から
吹き抜けて、その部位が異常高温となったり、燃焼用空
気の温度や量の変化による影響を受けるので、やはり正
確に検出できない。その結果、燃焼帯における被焼却物
の燃焼状態が適正に維持されなくなり、燃え切り位置が
下流側にずれて被焼却物が未燃のまま後燃焼帯に搬送さ
れたり、燃え切り位置が上流側にずれて焼却効率が低下
するといった欠点があった。本発明の目的は上述した従
来欠点に鑑み、燃え切り位置の検出を常に正確で精度良
く行いうる燃え切り位置検出手段を実現し、適正な燃焼
状態に維持する点にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明による焼却炉の燃焼制御装置の特徴構成は、前記
燃え切り位置検出手段を、被焼却物の搬送方向に沿って
複数配置され炎の有無を検出する光量検出手段と、前記
燃焼帯近傍に複数配置され炉内の温度を検出する炉内温
度検出手段と、被焼却物の搬送方向に沿って前記火格子
に複数配置され前記火格子の温度を検出する火格子温度
検出手段と、それらからの検出値に基づき各別に燃え切
り地点を推定する複数の下位ニューラルネットワーク
と、各下位ニューラルネットワークの出力を統合する上
位ニューラルネットワークとで構成してあり、前記上位
ニューラルネットワークを、前記下位ニューラルネット
ワークの出力に重みを付けて作成された教師信号により
学習してある点にある。

【０００５】

【作用】光量検出手段や、炉内温度検出手段や、火格子
温度検出手段により検出される燃え切り位置は、被焼却
物の燃焼状態や供給される燃焼用空気量等により左右さ
れ、それらの状態により線形的に分離識別できるもので
はない。そこで、このような問題を解決するのに好適な
ニューラルネットワークを前記光量検出手段、炉内温度
検出手段、火格子温度検出手段に用い、それらからの検
出値に基づき各別に燃え切り地点を推定するとともに、
それらの推定結果から燃え切り位置が適正位置となるよ
うに、ゴミ搬送速度や、燃焼空気量等の増減を行うので
ある。

【０００６】

【発明の効果】本発明によれば、光量検出手段、炉内温
度検出手段、火格子温度検出手段それぞれを多数配置し
なくとも、燃え切り位置を正確で精度良く検出できる燃
え切り位置検出手段を提供できるようになったために、
焼却炉の燃焼状態を常に適正な状態に維持することがで
きるようななった。

【０００７】

【実施例】以下に実施例を説明する。都市ゴミ用の焼却
炉は、図３に示すように、ホッパ３に収容された被焼却
物をその下端部に設けたプッシャ５により燃焼室２に投
入し、前記燃焼室２での焼却済みの灰を押し出し装置１
０により灰ピット４に集めるように構成してある。前記
燃焼室２は、前記プッシャ５により投入されたゴミを乾
燥させ着火点近傍まで加熱する乾燥帯６と、乾燥ゴミを
燃焼させる燃焼帯７と、その燃焼帯７で燃焼したゴミを
灰化する後燃焼帯８とを上方から下方に段階的に配置し
て構成してあり、それぞれの底部に高温の燃焼用空気を
供給する送風機１６ａ及び流路１６ｂと流路１６ｂに設
けたダンパ１６ｃとからなる燃焼用空気供給手段１６を
設けて構成してある。

【０００８】前記乾燥帯６、燃焼帯７、後燃焼帯８の床
には、それらの上に積載された被焼却物を下流の灰ピッ
ト４に向けて攪拌及び搬送する搬送手段Ｓを設けてあ
る。詳述すると、前記搬送手段Ｓは、固定枠及びその固
定枠に対して相対移動自在な可動枠でなる枠体それぞれ
に、火格子Ｇを前後方向に交互に重ね合わせ配置して構
成してあり、油圧シリンダにより可動枠を摺動させるこ
とで前後の火格子Ｇを斜め上下方向へ相対移動させて、
その上の被焼却物を攪拌搬送する。前記燃焼帯７は、前
部燃焼帯７Ａと後部燃焼帯７Ｂの二領域で構成してあ
り、被焼却物たるゴミは、後述の燃焼制御手段１８によ
り前部燃焼帯７Ａで主に気体燃焼させて、後部燃焼帯７
Ｂ中間部で完全に固体燃焼するように、前記燃焼用空気
供給手段１６による燃焼用空気供給量や前記搬送手段Ｓ
による搬送速度が制御される。

【０００９】上述の焼却炉の燃焼制御装置は、前記燃焼
帯７における被焼却物の気体燃焼の終了位置を検出する
燃え切り位置検出手段Ｄや、前記燃え切り位置検出手段
Ｄにより検出された燃え切り位置が設定範囲に入るよう
に前記搬送手段Ｓの搬送速度を増減調節し、前記燃焼用
空気供給手段１６による燃焼用空気供給量を増減調節す
る燃焼制御手段１８等を備えるとともに、各種のセンサ
検出値に基づき、燃焼室２の燃焼状態を適正に調整維持
するべく、プッシャ５によるゴミの投入速度制御や上述
の制御を行い適正な燃焼状態に調節維持するマイクロコ
ンピュータを搭載してなる燃焼制御手段１８等で構成し
てある。

【００１０】前記燃焼制御手段１８は、例えば、燃え切
り位置が後部燃焼帯７Ｂの上流側にあれば、炉出口温度
を所定温度に維持する状態で搬送速度を増加させるとと
もに、新たなゴミ投入量を増やして焼却効率を上昇させ
たり、燃え切り位置が後部燃焼帯７Ｂの下流側にあれ
ば、炉出口温度を所定温度に維持する状態で搬送速度を
減少させるとともに、充分固体燃焼できるように燃焼空
気供給量を増加させるといったように、その時の含水率
等ゴミの質、量に応じて燃え切り位置が設定範囲に入る
ように制御する。

【００１１】前記燃焼室２で発生した燃焼ガスは、排熱
ボイラ１２によって発電機１３のエネルギーとして利用
すべく熱エネルギーが蒸気の形で取り出され場外に供給
され、電気集塵機等からなる排ガス処理設備１４により
ばいじんや有害ガスを除去して排気される。

【００１２】図２に示すように、前記燃え切り位置検出
手段Ｄは、被焼却物の搬送方向に沿って複数配置され炎
の有無を受光強度に基づき検出するフォトセンサでなる
光量検出手段Ｄ１と、前記燃焼帯７近傍の上方内壁面に
複数配置され炉内の温度を検出する炉内温度検出手段Ｄ
２と、被焼却物の搬送方向に沿って前記火格子Ｇに複数
配置され前記火格子Ｇの温度を検出する火格子温度検出
手段Ｄ３と、それらからの検出値に基づき各別に燃え切
り地点を推定する複数の下位ニューラルネットワークＮ
１，Ｎ２，Ｎ３と、各下位ニューラルネットワークＮ
１，Ｎ２，Ｎ３の出力を統合する上位ニューラルネット
ワークＮ４とで構成してある。

【００１３】図１に示すように、前記光量検出手段Ｄ１
は、燃焼帯７の前半部、中間部、後半部の三箇所に設け
てあり、前記炉内温度検出手段Ｄ２は、乾燥帯部、前部
燃焼帯部に対応する炉出口部、後部燃焼帯部、後燃焼帯
部の四箇所に設けてあり、前記火格子温度検出手段Ｄ３
は、前記燃焼帯７の床を構成する火格子Ｇに、その幅方
向に三箇所及び搬送方向に四箇所の合計１２箇所に、温
度検出素子としての熱電対Ｔを埋め込んで構成してあ
り、それぞれの出力信号を前記下位ニューラルネットワ
ークＮ１，Ｎ２，Ｎ３に入力してある。但し、前記火格
子温度検出手段Ｄ３は、その幅方向の三箇所の平均値を
入力してある。

【００１４】前記下位ニューラルネットワークＮ１，Ｎ
２，Ｎ３は、予め、光量検出手段Ｄ１、炉内温度検出手
段Ｄ２、火格子温度検出手段Ｄ３のそれぞれで検出され
る燃え切り位置の典型的なパターンを教師信号とするバ
ックプロパゲーションによる学習がなされており、実際
の入力データに対して燃え切り位置が”上方”、”良
好”、”下方”のいずれであるかを０．０から１．０の
間の数値で出力するように構成されている。例えば、”
上方”が１．０、”良好”が０．０、”下方”が０．０
であれば、入力データに基づく判断は”上方”であるこ
とを示し、”上方”が０．８、”良好”が０．１、”下
方”が０．０であれば、入力データに基づく判断はほ
ぼ”上方”であることを示す。つまり、”上方”、”良
好”、”下方”の各数値はそれぞれの程度を示すことに
なる。

【００１５】前記上位ニューラルネットワークＮ４は、
下位ニューラルネットワークＮ１，Ｎ２，Ｎ３の個別の
燃え切り位置出力である”上方”、”良好”、”下方”
の３出力をそれぞれ入力とする総合判断用のニューラル
ネットワークであり、光量検出手段Ｄ１、炉内温度検出
手段Ｄ２、火格子温度検出手段Ｄ３に対応する下位ニュ
ーラルネットワークＮ１，Ｎ２，Ｎ３のそれぞれに、信
頼性を示す重み付けを行い学習させている。即ち、光量
検出手段Ｄ１、炉内温度検出手段Ｄ２、火格子温度検出
手段Ｄ３に対応して、下位ニューラルネットワークＮ１
に”１．０”，下位ニューラルネットワークＮ２に”
０．９”，下位ニューラルネットワークＮ３に”０．
８”の重み付けを行い、表２に示す入力教師信号に対し
て、数１に示す変換式により求まる値を出力教師信号と
して、バックプロパゲーションによる学習を行ってい
る。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【数１】

【００１８】以下に別実施例を説明する。光量検出手段
Ｄ１、炉内温度検出手段Ｄ２、火格子温度検出手段Ｄ３
の配置位置や数は特に限定するものではなく任意であ
る。それに伴いニューラルネットワークの入力層のニュ
ーロン数も任意であり、中間層の構成も制限するもので
はない。下位ニューラルネットワークＮ１，Ｎ２，Ｎ３
のそれぞれに付す信頼性を示す重み付けは、常にこの数
値に限定するものではなく、実際の焼却炉の構造や光量
検出手段Ｄ１、炉内温度検出手段Ｄ２、火格子温度検出
手段Ｄ３の配置位置や数により適宜設定することにな
る。

【００１９】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】要部のブロック構成図

【図２】ニューラルネットワークの構成図

【図３】焼却炉の全体構成図

【符号の説明】

７ 燃焼帯 １８ 燃焼制御手段 Ｄ 燃え切り位置検出手段 Ｄ１ 光量検出手段 Ｄ２ 炉内温度検出手段 Ｄ３ 火格子温度検出手段 Ｇ 火格子 Ｓ 搬送手段 Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３ 下位ニューラルネットワーク Ｎ４ 上位ニューラルネットワーク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼中の被焼却物を前後配置された火格
   子（Ｇ）の相対移動により搬送する搬送手段（Ｓ）を設
   けた燃焼帯（７）と、前記燃焼帯（７）における被焼却
   物の気体燃焼の終了位置を検出する燃え切り位置検出手
   段（Ｄ）と、前記燃え切り位置検出手段（Ｄ）により検
   出された燃え切り位置が設定範囲に入るように前記搬送
   手段（Ｓ）の搬送速度を増減調節する燃焼制御手段（１
   ８）とを備えて構成してある焼却炉の燃焼制御装置であ
   って、 前記燃え切り位置検出手段（Ｄ）を、被焼却物の搬送方
   向に沿って複数配置され炎の有無を検出する光量検出手
   段（Ｄ１）と、前記燃焼帯（７）近傍に複数配置され炉
   内の温度を検出する炉内温度検出手段（Ｄ２）と、被焼
   却物の搬送方向に沿って前記火格子（Ｇ）に複数配置さ
   れ前記火格子（Ｇ）の温度を検出する火格子温度検出手
   段（Ｄ３）と、それらからの検出値に基づき各別に燃え
   切り地点を推定する複数の下位ニューラルネットワーク
   （Ｎ１),（Ｎ２),（Ｎ３）と、各下位ニューラルネット
   ワーク（Ｎ１),（Ｎ２),（Ｎ３）の出力を統合する上位
   ニューラルネットワーク（Ｎ４）とで構成してあり、 前記上位ニューラルネットワーク（Ｎ４）を、前記下位
   ニューラルネットワーク（Ｎ１),（Ｎ２),（Ｎ３）の出
   力に重みを付けて作成された教師信号により学習してあ
   る焼却炉の燃焼制御装置。