JPH1047633A - ゴミ焼却炉の燃焼制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃焼開始直後のゴミであって、燃焼中心位置
よりも上流側にあるゴミの質を検知することにより、継
続的に安定したゴミ燃焼制御を行い得るゴミ焼却炉の燃
焼制御装置を提供する。 【解決手段】 押し込み投入機構５により投入されたゴ
ミを搬送しながら焼却処理するストーカ式の焼却処理帯
と、目標処理量のゴミを焼却処理するべく前記押し込み
投入機構５によるゴミの投入量、及び前記焼却処理帯に
よるゴミの搬送速度を調節するゴミ搬送制御手段２０と
を備え、焼却処理帯におけるゴミの着火開始領域の放射
温度を検出する赤外線検知手段Ｉによる検出ゴミ温度に
基づいて、前記ゴミ搬送制御手段２０により決定された
前記押し込み投入機構５によるゴミの投入量、または、
目標処理量を補正する補正手段２０ｂを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴミ供給口からゴ
ミを炉内に押し込み投入する押し込み投入機構と、前記
押し込み投入機構により投入されたゴミを搬送しながら
焼却処理するストーカ式の焼却処理帯と、目標処理量の
ゴミを焼却処理するべく前記押し込み投入機構によるゴ
ミの投入量、及び前記焼却処理帯によるゴミの搬送速度
を調節するゴミ搬送制御手段とを備えてあるゴミ焼却炉
の燃焼制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のゴミ焼却炉の燃焼制御装置におけ
るゴミ搬送制御手段としては、一日のゴミの目標処理量
を達成するための計画線に沿って、前記押し込み投入機
構によるゴミの投入量、及び前記焼却処理帯によるゴミ
の搬送速度を調節するものや、炉内で生じた燃焼熱によ
り蒸気を生成する廃熱ボイラからの生成蒸気量が目標蒸
気量となるように、前記押し込み投入機構によるゴミの
投入量、及び前記焼却処理帯によるゴミの搬送速度を調
節するものがあった。そして、前記焼却処理帯の下流側
からゴミの燃焼火炎の終端位置、つまりガス化燃焼の終
了する燃え切り位置を検出する撮像手段を設けて、燃え
切り位置が所定範囲に入るように、前記ゴミ搬送制御手
段により決定された前記押し込み投入機構によるゴミの
投入量、及び前記焼却処理帯によるゴミの搬送速度を増
減調節する補正手段を設けることにより熱灼減量の目標
値を達成していた。例えば、燃え切り位置が下流側に移
動すると熱灼減量が多くなるおそれがあるために、前記
押し込み投入機構によるゴミの投入量、及び前記焼却処
理帯によるゴミの搬送速度を減少補正し、燃え切り位置
が上流側に移動するとゴミ切れにより火格子燃焼率が低
下するおそれがあるために、前記押し込み投入機構によ
るゴミの投入量、及び前記焼却処理帯によるゴミの搬送
速度を増大補正していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
技術によれば、補正手段は、撮像手段により入力された
燃焼画像から判断されるゴミの現在の燃え切り位置に基
づいて補正量を決定するものであり、検出された燃え切
り位置よりも上流側のゴミの燃焼状態を考慮するもので
はなかったために、現在検出されている燃え切り位置よ
りも上流側に存在するゴミの質が大きく異なる場合等に
は、長時間にわたり燃焼状態が悪化するおそれがあっ
た。例えば、現在の燃え切り位置が下流側にあれば、ゴ
ミ投入量、搬送速度を減少補正することになるが、その
ときに上流側に質の良いゴミが多量に存在している場合
には、急激に燃え切り位置が上流側に移行して炉内残存
ゴミ量が少なくなるゴミ切れ状態となり、現在の燃え切
り位置が上流側にあれば、ゴミ投入量、搬送速度を増加
補正することになるが、そのときに上流側に質の悪いゴ
ミが多量に存在している場合には、急激に燃え切り位置
が下流側に移行して炉内残存ゴミ量が多くなるゴミ山盛
り状態となり、いずれの場合も回復が容易でなくなるの
である。そこで、前記押し込み投入機構の上方に設置さ
れたゴミホッパへゴミを搬送するクレーン機構に重量検
出機構を設置して、その重量検出機構による検出ゴミ重
量に基づいてゴミのみかけ比重を求め、その値に基づい
て燃焼前のゴミ質を判断することが提案されているが、
ゴミホッパ内でゴミが圧密になるばかりか、ゴミホッパ
へ搬送されたゴミがいつ炉内に投入されるのかが明確で
はないために、ゴミの質を正確に判断できるものではな
いという欠点があった。本発明の目的は、上述した従来
欠点を解消し、燃焼開始直後のゴミであって、燃焼中心
位置よりも上流側にあるゴミの質を検知することによ
り、今後の燃焼状態を予測して継続的に安定したゴミ燃
焼制御を行い得るゴミ焼却炉の燃焼制御装置を提供する
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燃焼制御装置の特徴構成は、
ゴミ供給口からゴミを炉内に押し込み投入する押し込み
投入機構と、前記押し込み投入機構により投入されたゴ
ミを搬送しながら焼却処理するストーカ式の焼却処理帯
と、目標処理量のゴミを焼却処理するべく前記押し込み
投入機構によるゴミの投入量、及び前記焼却処理帯によ
るゴミの搬送速度を調節するゴミ搬送制御手段とを備え
てあり、前記焼却処理帯における着火開始領域のゴミの
放射温度を検出する赤外線検知手段を設け、前記赤外線
検知手段による検出ゴミ表面温度に基づいて、前記ゴミ
搬送制御手段により決定された前記押し込み投入機構に
よるゴミの投入量、または、目標処理量を補正する補正
手段を設けてある点にある。また、前記補正手段は、前
記検出ゴミ表面温度が低温側基準温度よりも低い状態が
所定時間継続した場合に、前記押し込み投入機構による
ゴミの投入量、または、目標処理量を減量側に補正する
ものであることが好ましい。さらに、前記補正手段は、
前記検出ゴミ表面温度が高温側基準温度よりも高い状態
が所定時間継続した場合に、前記押し込み投入機構によ
るゴミの投入量、または、目標処理量を増量側に補正す
るものであることが好ましい。

【０００５】以下に作用を説明する。炉内に投入直後の
ゴミの放射温度ではゴミ質による顕著な相違がみられ
ず、また、投入後、着火前のゴミの放射温度では水分の
影響を把握することができてもゴミの保有する熱量を判
断できない。例えば、水分が多くても発熱量が多い破砕
ゴミ等のように、含水量の程度のみを検出してもその後
の燃焼状態を適性に予測できないのであるが、赤外線検
知手段により検知された着火開始領域のゴミの放射温度
によれば、高カロリーゴミであれば燃焼温度が高く、低
カロリーゴミであれば燃焼温度が低いと検出されるの
で、その値に基づいてその後の燃焼状態が推定できる。
一方、投入されるゴミの質は、通常、それほど極端に変
動しないので、前記赤外線検知手段による検出ゴミ温度
に基づいて、以後の燃焼状態を予測しつつ事前にゴミの
供給量を調節することができるようになるのであり、投
入されるゴミの質が極端に変動した場合であっても、放
射温度の検出領域がゴミ供給口からそれほど離れていな
いためにその影響を少なく抑えることも可能になるので
ある。さらに、ゴミ質を判断する際に、検出ゴミ温度
が、低カロリーゴミを示す低温側基準温度よりも低い温
度であり、または、高カロリーゴミを示す高温側基準温
度よりも高い温度である状態が短時間であれば、その後
の燃焼状態に重大な影響を与えることがないと判断され
るので、それらの状態が所定時間継続した場合に限り補
正をかけるようにすれば過補正を回避できるのである。

【０００６】

【発明の効果】従って、本発明によれば、燃焼開始直後
のゴミであって、燃焼中心位置よりも上流側の着火領域
にあるゴミの質を検知することにより、継続的に安定し
たゴミ燃焼制御を行い得るゴミ焼却炉の燃焼制御装置を
提供することができるようになった。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に発明の実施の形態を説明す
る。ゴミ焼却炉は、図１に示すように、底部に押し込み
投入機構５を備えたゴミホッパ３と、前記押し込み投入
機構５により投入されたゴミを搬送しながら焼却処理す
るストーカ式の焼却処理帯６，７，８と、前記焼却処理
帯６，７，８による処理済の灰を集める灰ピット４と、
前記焼却処理帯６，７，８の上方空間に形成された煙道
２に備えた廃熱ボイラ１６、排ガス処理装置１７等によ
り構成してある。

【０００８】前記押し込み投入機構５は、前記ゴミホッ
パ３に投入されたゴミをゴミ供給口１に向けて押し込む
押し込み作用体（図示せず）を油圧シリンダＣ１により
往復作動させてゴミを炉内に投入するように構成してあ
る。前記焼却処理帯６，７，８は、前記投入口１から投
入されたゴミを搬送しながら乾燥させる乾燥帯６と、前
記乾燥帯６で乾燥されたゴミを搬送しながら燃焼させる
燃焼帯７と、前記燃焼帯７で燃焼されたゴミを灰化する
後燃焼帯８を段差部ｄ１，ｄ２を介して連設して構成し
てあり、各処理帯は斜め上下姿勢に配置された火格子Ｇ
を油圧シリンダＣ２，Ｃ３，Ｃ４で斜め上下方向に往復
移動させるストーカ機構で構成してある。各焼却処理帯
６，７，８の下部には各別に風箱１２を設けて、送風機
１３により乾燥・燃焼用の空気を供給路１４を介して供
給するよう構成してあり、各風箱１２には空気供給量を
調節するダンパＤを設けてある。前記供給路１４には、
乾燥・燃焼用の空気を調温する熱交換器Ｔを配してあ
り、ゴミ質により加熱温度を調節する温度制御手段３０
を設けてある。前記後燃焼帯８で灰化された残渣は、灰
シュート１０に落下してコンベア機構により前記灰ピッ
ト４に集積される。前記廃熱ボイラ１６は、前記煙道２
で二次燃焼された燃焼排ガスの保有する熱エネルギーに
より蒸気を生成し、発電機１８に接続された蒸気タービ
ンを駆動する。前記廃熱ボイラ１６を通過した排ガスは
バグフィルタや洗煙装置等の排ガス処理装置１７を経て
煙突（図示せず）から排気される。

【０００９】上述のゴミ焼却炉には、目標処理量のゴミ
を焼却処理するべく、前記廃熱ボイラ１６に設けられた
蒸気量検出センサ（図示せず）による検出蒸気量が、前
記廃熱ボイラ１６で生成されるべき蒸気量として演算導
出された目標蒸気量となるように、前記押し込み投入機
構によるゴミの投入量、及び前記焼却処理帯６，７，８
によるゴミの搬送速度を調節するゴミ搬送制御手段２
０、及び、前記各風箱１２からの送風量を調節する供給
空気量制御手段（図示せず）等を設けてある。ここに、
前記目標蒸気量は、予め想定されたゴミの平均保有熱
量、燃焼用空気による入熱量、等の全熱量と、排ガスに
よる出熱量、損失熱量等の全出熱量の差にボイラ効率を
乗じた値を蒸気生成に供される熱量として求め、その熱
量により生成される蒸気量を演算して求める。

【００１０】前記後燃焼帯８の下流側側壁には、前記燃
焼帯７における燃焼火炎を検出する撮像手段としてのテ
レビカメラ２１を設けてあり、前記テレビカメラ２１に
より入力された燃焼火炎の画像を画像処理手段（図示せ
ず）により処理してガス化燃焼の終了位置、即ち、燃え
切り位置を検出する。前記画像処理手段により検出され
た燃え切り位置に基づいて、前記ゴミ搬送制御手段２０
による前記乾燥帯６または前記燃焼帯７における搬送速
度、即ち前記油圧シリンダＣ２，Ｃ３の単位時間当たり
の作動回数を補正する第一補正手段２０ａを設けてあ
り、検出燃え切り位置が許容範囲より下流側にくれば目
標熱灼減量を確保すべく燃え切り位置が上流側にくるよ
うに単位時間当たりの作動回数を減少補正し、検出燃え
切り位置が許容範囲より上流側にくれば火格子燃焼率の
低下を回避すべく燃え切り位置が下流側にくるように単
位時間当たりの作動回数を増加補正する。

【００１１】前記乾燥帯６の天井壁には、前記乾燥帯６
に臨ませて赤外線検知手段としての赤外線カメラＩを設
けてあり、前記焼却処理帯における着火開始領域のゴミ
の放射温度を検出する。詳述すると、前記赤外線検知手
段は、図２に示すような黒体輻射エネルギーに相当する
炉内からの輻射エネルギーを検出して温度を求めるもの
で、図３に示すように、前記乾燥帯６上で着火する火炎
中のＣＯ，ＣＯ₂ ，ＮＯｘ，ＳＯｘ、さらには、Ｈ₂ Ｏ
による赤外線エネルギー吸収帯域を回避すべく、前記赤
外線カメラに透過波長が約３．９（３．６〜４）μｍの
フィルタ（図示せず）を取り付けてあり、以て、前記乾
燥帯６での燃焼火炎を透過して輻射エネルギーを計測可
能なように構成してある。前記赤外線カメラＩにより、
前記フィルタを介した画像と前記フィルタを介さない画
像とを撮影し、画像処理手段（図示せず）によりそれら
両画像における乾燥帯６上の温度差が検出された領域を
着火領域と判断し、そのすぐ上流側の所定幅の領域を着
火開始領域とし、その領域おける前記フィルタを介した
画像におけるゴミ表面温度の平均値を求める。前記平均
値に基づいて、前記ゴミ搬送制御手段２０により決定さ
れた前記押し込み投入機構によるゴミの投入量、即ち、
前記油圧シリンダＣ１の単位時間当たりの作動回数を補
正する第二補正手段２０ｂを設けてあり、低温側基準温
度よりも低い状態が所定時間継続した場合には、その温
度、時間の程度により前記油圧シリンダＣ１の単位時間
当たりの作動回数を１０から３０％の範囲で段階的に下
方に補正することによりゴミの投入量を減少させて燃焼
不良状態に移行するのを回避する一方、高温側基準温度
よりも高い状態が所定時間継続した場合には、その温
度、時間の程度により前記油圧シリンダＣ１の単位時間
当たりの作動回数を１０から３０％の範囲で段階的に上
方に補正することによりゴミの投入量を増大させてゴミ
切れ状態に移行するのを回避する。前記燃え切り位置が
適正領域に収まると補正動作を解除する。

【００１２】さらに、前記温度制御手段３０は、前記平
均値に基づいて前記熱交換器Ｔによる乾燥・燃焼用の空
気を調温するものであり、常時は約７０℃から１００℃
に維持される空気温度を、前記平均値が低温側基準温度
よりも低い状態が所定時間継続した場合には、その程度
により乾燥・燃焼用の空気温度を約１５０℃から２００
℃に高めてゴミの乾燥・燃焼を促進することにより燃焼
不良状態に移行するのを回避する一方、前記平均値が高
温側基準温度よりも高い状態が所定時間継続した場合に
は、その程度により乾燥・燃焼用の空気温度を常温に下
げて高温燃焼による火格子の焼損するのを防止する。

【００１３】以上説明したように、ゴミ焼却炉の燃焼制
御装置は、ゴミ供給口１からゴミを炉内に押し込み投入
する押し込み投入機構５と、前記押し込み投入機構５に
より投入されたゴミを搬送しながら焼却処理するストー
カ式の焼却処理帯と、目標処理量のゴミを焼却処理する
べく前記押し込み投入機構５によるゴミの投入量、及び
前記焼却処理帯によるゴミの搬送速度を調節するゴミ搬
送制御手段２０とを備えて構成され、前記焼却処理帯に
おける着火開始領域のゴミの放射温度を検出する赤外線
検知手段Ｉを設け、前記赤外線検知手段Ｉによる検出ゴ
ミ温度に基づいて、前記ゴミ搬送制御手段２０により決
定された前記押し込み投入機構５によるゴミの投入量、
または、目標処理量を補正する補正手段２０ｂを設けて
構成されるものである。

【００１４】上述したゴミ搬送制御手段、燃え切り位置
検出手段、赤外線検知手段、補正手段等の各機能実現手
段の一部または全部は、マイクロコンピュータ等の各種
コンピュータ、メモリ回路、その他の公知の周辺回路技
術を用いて構成されるものである。

【００１５】以下に、別実施形態を説明する。上述の実
施形態では、赤外線検知手段を、波長３．９μｍのフィ
ルタを備え、装着状態と非装着状態とに切り換えて使用
する赤外線カメラで構成するものを説明したが、フィル
タとしては、波長３．９μｍのフィルタでなくとも計測
対象物と放射温度計測器１との間に介在するガスによる
赤外線エネルギー吸収帯域を回避できる波長であれば任
意であり、また、波長３．９μｍのフィルタを装着した
赤外線カメラと該フィルタを装着しない赤外線カメラと
の二台の赤外線カメラを設けて各別に撮影するように構
成してもよい。さらには、赤外線検知手段は赤外線カメ
ラに限定するものではなく、適宜公知の赤外線検知素子
を用いて構成できる。例えば、スポット型赤外線センサ
を、前記乾燥帯６の天井壁に形成した計測孔から炉内に
臨むように設けて、前記乾燥帯６上のゴミ表面温度を数
十ｍｍ〜数百ｍｍのスポット径で複数箇所計測するよう
に構成してもよい。

【００１６】第二補正手段２０ｂにおける低温側基準温
度は約９００℃が好ましく、高温側基準温度は約１００
０℃が好ましいが、この値に限るものではなく各ゴミ焼
却炉で処理されるゴミの平均的な質に基づいて適宜定め
ればよい。また、その際の所定時間は１５から３０分程
度が好ましいが、炉の規模に応じて適宜定めることがで
きる。

【００１７】上述の実施形態では、第二補正手段２０ｂ
は、ゴミ搬送制御手段２０により決定された前記押し込
み投入機構によるゴミの投入量、即ち、前記油圧シリン
ダＣ１の単位時間当たりの作動回数を補正するものを説
明したが、目標処理量を補正するように構成してもよ
い。つまり、低温側基準温度よりも低い状態が所定時間
継続した場合には、その程度により目標処理量を最大１
０％の範囲で下方に補正することによりゴミの投入量を
減少させて燃焼不良状態に移行するのを回避する一方、
高温側基準温度よりも高い状態が所定時間継続した場合
には、その程度により目標処理量を最大１０％の範囲で
上方に補正することによりゴミの投入量を増大させてゴ
ミ切れ状態に移行するのを回避するのである。

【００１８】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】ゴミ焼却炉の概略構成図

【図２】黒体輻射エネルギーの波長特性図

【図３】大気の透過率の特性図

【符号の説明】

１ ゴミ供給口 ５ 押し込み投入機構 ２０ ゴミ搬送制御手段 ２０ｂ 補正手段 Ｉ 赤外線検知手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ゴミ供給口（１）からゴミを炉内に押し
   込み投入する押し込み投入機構（５）と、前記押し込み
   投入機構（５）により投入されたゴミを搬送しながら焼
   却処理するストーカ式の焼却処理帯と、目標処理量のゴ
   ミを焼却処理するべく前記押し込み投入機構（５）によ
   るゴミの投入量、及び前記焼却処理帯によるゴミの搬送
   速度を調節するゴミ搬送制御手段（２０）とを備えてあ
   るゴミ焼却炉の燃焼制御装置であって、 前記焼却処理帯における着火開始領域のゴミの放射温度
   を検出する赤外線検知手段（Ｉ）を設け、前記赤外線検
   知手段（Ｉ）による検出ゴミ表面温度に基づいて、前記
   ゴミ搬送制御手段（２０）により決定された前記押し込
   み投入機構（５）によるゴミの投入量、または、前記目
   標処理量を補正する補正手段（２０ｂ）を設けてあるゴ
   ミ焼却炉の燃焼制御装置。
2. 【請求項２】 前記補正手段（２０ｂ）は、前記検出ゴ
   ミ表面温度が低温側基準温度よりも低い状態が所定時間
   継続した場合に、前記押し込み投入機構（５）によるゴ
   ミの投入量、または、目標処理量を減量側に補正するも
   のである請求項１記載のゴミ焼却炉の燃焼制御装置。
3. 【請求項３】 前記補正手段（２０ｂ）は、前記検出ゴ
   ミ表面温度が高温側基準温度よりも高い状態が所定時間
   継続した場合に、前記押し込み投入機構（５）によるゴ
   ミの投入量、または、目標処理量を増量側に補正するも
   のである請求項１又は２記載のゴミ焼却炉の燃焼制御装
   置。