JPH074629A - ゴミ焼却炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 乾燥帯、燃焼帯でのゴミ厚さを正確に計測し
て、それら計測結果に基づいてゴミの投入速度、乾燥
帯、燃焼帯の搬送速度をそれぞれ独立して調節すること
により、燃焼状態の変動を抑えて安定的にゴミを燃焼さ
せることができるゴミ焼却炉を提供する。 【構成】 炉内にゴミを投入するゴミ投入機構３０と、
投入されたゴミを乾燥処理する乾燥帯６、燃焼処理する
燃焼帯７、灰化処理する後燃焼帯８の順に上流から下流
に向けてゴミを搬送するストーカ式の搬送機構４０と、
前記乾燥帯６及び燃焼帯７におけるゴミ厚さを検出する
赤外線検出手段１９と、前記赤外線検出手段１９により
検出されたゴミ厚さに基づいて、前記ゴミ投入機構３０
又は搬送機構４０によるゴミの投入速度又は乾燥帯６及
び燃焼帯７の搬送速度をそれぞれ独立して調節する速度
調節手段２０ｂを設けて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、炉内にゴミを投入する
ゴミ投入機構と、投入されたゴミを乾燥処理する乾燥
帯、燃焼処理する燃焼帯、灰化処理する後燃焼帯の順に
上流から下流に向けてゴミを搬送するストーカ式の搬送
機構と設けてあるゴミ焼却炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のゴミ焼却炉では、乾燥帯の一方の
側壁に電磁波の発信器を上下方向に複数個設置し、他方
の側壁に前記発信器からの信号を選択的に受信する受信
器を同じく上下方向に複数個設置して、対応する発信器
からの信号が受信されるか否かによりゴミ厚さを検出す
るゴミ厚検出手段を設けてあり、速度調節手段を、その
ゴミ厚検出手段による検出ゴミ厚さに基づいて、前記ゴ
ミ投入機構と、搬送機構によるゴミの投入速度、乾燥帯
の搬送速度、燃焼帯の搬送速度を一定の比例関係を持た
せるように調節していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の速度調
節手段では、ゴミ厚検出手段をその耐熱性能故に乾燥帯
にしか設置できなかったために、ゴミの投入速度、乾燥
帯の搬送速度、燃焼帯の搬送速度を一定の比例関係を持
たせて、乾燥帯でのゴミ厚さに基づいてその速度を全て
調節せざるを得なかった。しかも、そのようなゴミ厚検
出手段で、搬送方向に沿ってゴミ厚さを検出するために
は、数多くのセンサが必要となるばかりでなく、幅方向
のゴミ厚さの分布も判らず、たまたま一部にゴミが高く
積載されて全体としては薄い場合であっても厚いと判断
される場合もある。もちろん、燃焼帯での燃焼状態に応
じてその速度を増減するものであり、燃焼状態が悪化す
ればゴミの供給を増し、異常な高温になればゴミの供給
を制限する前提である。しかし、燃焼状態が悪化すれば
ゴミの供給を増すために、乾燥帯でのゴミの搬送速度を
上昇させると、ゴミの投入速度、燃焼帯での搬送速度と
もに一定の比率で上昇し、燃焼状態が回復したときに
は、逆に乾燥帯に乾燥不十分なゴミが増えることにな
る。異常な高温になればゴミの供給を制限するために、
乾燥帯でのゴミの搬送速度を低下させると、ゴミの投入
速度、燃焼帯での搬送速度ともに一定の比率で低下し、
燃焼状態が回復したときには、逆に乾燥帯上のゴミが減
ることになる。そのため、燃焼状態の変動を抑えて安定
的にゴミを燃焼させることが困難となるという欠点があ
った。本発明の目的は、乾燥帯、燃焼帯でのゴミ厚さを
正確に計測して、それら計測結果に基づいてゴミの投入
速度、乾燥帯、燃焼帯の搬送速度をそれぞれ独立して調
節することにより、燃焼状態の変動を抑えて安定的にゴ
ミを燃焼させることができるゴミ焼却炉を提供する点に
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
本発明によるゴミ焼却炉の特徴構成は、炉内にゴミを投
入するゴミ投入機構と、投入されたゴミを乾燥処理する
乾燥帯、燃焼処理する燃焼帯、灰化処理する後燃焼帯の
順に上流から下流に向けてゴミを搬送するストーカ式の
搬送機構と、前記乾燥帯及び燃焼帯におけるゴミ厚さを
検出する赤外線検出手段と、前記ゴミ厚検出手段により
検出されたゴミ厚さに基づいて、前記ゴミ投入機構又は
搬送機構によるゴミの投入速度と、乾燥帯の搬送速度
と、燃焼帯の搬送速度をそれぞれ独立して調節する速度
調節手段を設けてある点にある。

【０００５】

【作用】赤外線検出手段により求まる、乾燥帯や燃焼帯
のゴミ表面温度を示す位置からゴミ厚さを検出する。例
えば、赤外線カメラを用いて乾燥帯、燃焼帯を撮影する
と、焼却処理帯上のゴミの表面温度分布を表す画像デー
タが得られる。画像データから乾燥帯、燃焼帯における
底面からゴミの表面までの距離、即ち、その厚さ分布が
判明するので、その値に応じて投入速度、乾燥帯、燃焼
帯の搬送速度を独立に調節することにより、乾燥帯での
ゴミ量やゴミ質の急激な変動を抑えるのである。

【０００６】

【発明の効果】本発明によれば、乾燥帯のみならず燃焼
帯でのゴミ厚さをも正確に検出できるので、ゴミの投入
速度、乾燥帯、燃焼帯の搬送速度を独立に調節でき、燃
焼帯での燃焼状態が多少変動しても、その変動に対応す
る搬送速度等の調節の影響により、新たな変動を招くと
いうことなく、安定燃焼が可能となる。

【０００７】

【実施例】以下に実施例を説明する。ゴミ焼却炉は、図
２に示すように、被焼却物であるゴミを収容するホッパ
３と、ゴミを焼却する燃焼室２と、焼却済みの灰を集め
る灰ピット４等を設けて構成してある。燃焼室２は、ホ
ッパ３の下端部に設けられたプッシャ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とからなる焼却処理帯１
を上方から下方に段階的に配置して構成してある。各焼
却処理帯１は、固定の火格子Ｇと可動の火格子Ｇとを搬
送方向に沿って交互に配置して構成してあり、油圧シリ
ンダＣ１，Ｃ２，Ｃ３により可動の火格子Ｇを斜め上下
方向に往復摺動させてゴミを搬送する。プッシャ５は油
圧シリンダＣ４による往復駆動で前記燃焼室２にゴミを
押し出し投入し、後燃焼帯８で灰化したゴミは灰押し出
し装置９に落下し、灰出しコンベア１０により前記灰ピ
ット４に搬送集積される。即ち、前記プッシャ５と油圧
シリンダＣ４とで炉内にゴミを投入するゴミ投入機構３
０を構成し、油圧シリンダＣ１，Ｃ２，Ｃ３と火格子Ｇ
とでゴミを搬送するストーカ式の搬送機構４０を構成し
てある。

【０００８】図１に示すように、乾燥帯６の下部には単
一の風箱１１を、燃焼帯７及び後燃焼帯８の下部には搬
送方向、及び、幅方向に沿って複数に分割した風箱１
２，１３を設けてあり、それら風箱１１，１２，１３
に、送風機１４により送られ加熱器（図示せず）で加熱
された空気を乾燥・燃焼用の空気として供給路１５を介
して供給するとともに、各風箱１１，１２，１３に、燃
焼用の空気の供給量をそれぞれ調節するダンパＤを設け
て燃焼用空気供給手段２１を構成してある。

【０００９】前記燃焼室２で発生した燃焼ガスは、排熱
ボイラ１６によって発電機１７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１８により
塵埃等の有害ガスを除去して排気される。

【００１０】前記燃焼室２の後壁部には、焼却処理帯１
上のゴミ表面温度及びゴミ厚さを検出する赤外線検出手
段１９たる赤外線テレビカメラを焼却処理帯１を臨む姿
勢で取り付けてある。赤外線検出手段１９は、ゴミ表面
から輻射される赤外線エネルギーを検出するもので、図
３及び図４に示すように、前記燃焼帯７上で発生する火
炎中のＣＯ，ＣＯ₂，ＮＯＸ，ＳＯＸ、さらにはＨ₂Ｏに
よる赤外線エネルギー吸収帯域を回避して、ガス体から
の放射エネルギーを検出しないように、波長が約３．９
（３．６〜４）μｍのバンドパスフィルタを設けた赤外
線カメラ１ａと、赤外線カメラ１ａによる検出画像を解
析する画像処理手段１ｂ等で構成してある。赤外線カメ
ラ１ａでゴミ表面から放射される赤外線を検出して、画
像処理手段１ｂでゴミの表面温度分布を検出するととも
に、その表面温度分布から判明するゴミの表面位置に基
づいて焼却処理帯１の底面からの距離、つまりゴミ厚さ
を演算導出する。即ち、乾燥帯６及び燃焼帯７における
ゴミ厚さを検出する赤外線検出手段１９となる。

【００１１】さらに、焼却炉には、コンピュータを搭載
してなる燃焼制御手段２０を備えて、上述の赤外線検出
手段による検出温度分布、検出ゴミ厚さを入力して、油
圧シリンダＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の駆動制御によるゴ
ミの搬送速度の調節や、燃焼用空気供給手段のダンパＤ
の開度の調節により、設定量のゴミを焼却処理しながら
所定の発電量を確保する。

【００１２】以下に、燃焼制御手段２０の一部機能を説
明する。赤外線検出手段１９により検出された画像デー
タから得られる温度分布に従って、温度が異常に高い箇
所では吹き抜けによる異常燃焼が発生していると判断し
て、複数の風箱１２のなかからその箇所に対応する風箱
１２のダンパＤの開度を小さくして異常燃焼を阻止し、
周辺部が高く中央部が低い箇所では質の悪いゴミが多く
堆積して燃焼状態が悪化している等と判別して、複数の
風箱１２のなかからその箇所に対応する風箱１２のダン
パＤの開度を大きくして燃焼を促進する。即ち、前記燃
焼制御手段２０の一部が、燃焼帯７で燃焼中のゴミ量の
分布を赤外線検出手段により検出された温度分布と対応
付けて効率的な燃焼空気の供給制御を行う空気供給量制
御手段２０ａとなる。

【００１３】同様に、赤外線検出手段１９により検出さ
れた画像データから得られる乾燥帯６及び燃焼帯７のゴ
ミ厚さ分布から得られる平均ゴミ厚さに基づいて、図５
に示すように、油圧シリンダＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を
駆動制御する。即ち、乾燥帯６でのゴミ厚さが設定厚さ
で、燃焼帯７でのゴミ厚さが厚ければ燃焼帯７（油圧シ
リンダＣ２）のみ減速して燃焼を促進し、薄ければ、プ
ッシャ５と乾燥帯６（油圧シリンダＣ１，Ｃ４）を加速
して燃焼帯７でのゴミ量を増す。乾燥帯６でのゴミ厚さ
が設定厚さよりも厚い場合には、燃焼帯７でのゴミ厚さ
が厚ければ、プッシャ５と乾燥帯６と燃焼帯７（油圧シ
リンダＣ１，Ｃ２，Ｃ４）をそれぞれ減速して燃焼を促
進しながらゴミの供給を抑制し、適当であれば、プッシ
ャ５（油圧シリンダＣ４）を減速して乾燥帯６でのゴミ
厚さを適正値に戻し、薄ければ、乾燥帯６（油圧シリン
ダＣ１）を加速して燃焼帯７にゴミを供給するとともに
乾燥帯６でのゴミ厚さを適正値に戻す。一方、乾燥帯６
でのゴミ厚さが設定厚さよりも薄い場合には、燃焼帯７
でのゴミ厚さが厚ければ、プッシャ５（油圧シリンダＣ
４）を加速して乾燥帯６でのゴミ厚さを適正値に戻すと
ともに燃焼帯７（油圧シリンダＣ２）を減速して燃焼を
促進し、適当であればプッシャ５（油圧シリンダＣ４）
を加速して乾燥帯６でのゴミ厚さを適正値に戻し、薄け
れば、プッシャ５（油圧シリンダＣ４）を加速してゴミ
厚さを適正値に戻すとともに乾燥帯６（油圧シリンダＣ
１）を加速して燃焼帯７にゴミを供給する。即ち、前記
燃焼制御手段２０の一部が、ゴミ投入機構３０又は搬送
機構４０によるゴミの投入速度又は乾燥帯６及び燃焼帯
７の搬送速度をそれぞれ独立して調節する速度調節手段
２０ｂとなる。

【００１４】以下に別実施例を説明する。先の実施例で
は、ゴミの燃焼状態を調節するのに、空気供給量制御手
段２０ａがゴミの表面温度に基づいて燃焼状態を調節
し、速度調節手段２０ｂがゴミ厚さに基づいてプッシ
ャ、乾燥帯、燃焼帯の速度を調節する例を説明したが、
速度調節手段２０ｂがゴミの表面温度及びゴミ厚さに基
づいてプッシャ、乾燥帯、燃焼帯の速度を調節するもの
であってもよい。いずれの場合であっても、そのパター
ンは図５に示すようになるが、調節すべきゴミ厚さや、
搬送速度等の具体的な値はそれぞれの炉の構造や容量に
より異なり適宜設定すればよい。また、その制御方法
も、ＰＩＤ制御を始めとして、エキスパートシステムや
ファジィ制御等任意の制御方法を用いることができる。
後燃焼帯の搬送速度調節については言及していないが、
これも、独立に調節することにより、灰化を効率良く促
進して未燃重量を低減することができる。

【００１５】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】要部の概略制御構成を示す斜視図

【図２】焼却炉の概略構成図

【図３】黒体輻射エネルギーの波長特性図

【図４】大気の透過率の特性図

【図５】制御説明図

【符号の説明】

６ 乾燥帯 ７ 燃焼帯 １９ 赤外線検出手段 ２０ｂ 速度調節手段 ３０ ごみ投入機構 ４０ 搬送機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炉内にゴミを投入するゴミ投入機構（３
   ０）と、投入されたゴミを乾燥処理する乾燥帯（６）、
   燃焼処理する燃焼帯（７）、灰化処理する後燃焼帯
   （８）の順に上流から下流に向けてゴミを搬送するスト
   ーカ式の搬送機構（４０）と、前記乾燥帯（６）及び燃
   焼帯（７）におけるゴミ厚さを検出する赤外線検出手段
   （１９）と、前記赤外線検出手段（１９）により検出さ
   れたゴミ厚さに基づいて、前記ゴミ投入機構（３０）又
   は搬送機構（４０）によるゴミの投入速度と、乾燥帯
   （６）の搬送速度と、燃焼帯（７）の搬送速度をそれぞ
   れ独立して調節する速度調節手段（２０ｂ）を設けてあ
   るゴミ焼却炉。