(57)【要約】【課題】  スラリー状物質を含む処理対象物を反応容器の複数個所に供給する場合に、複数個所の各々に所定の比率で処理対象物を供給する。【解決手段】  本発明の供給システムは、スラリー状物質であるかスラリー状物質を含む処理対象物を処理する、中で該処理対象物を化学反応させる反応容器の複数個所に前記処理対象物を供給する供給システムにおいて、投入口に投入される前記処理対象物を下流側が複数の分岐路に分岐される供給路に圧送する圧送装置と、前記複数の分岐路の下流側にそれぞれ配置され、前記複数の分岐路の各々に送られた前記処理対象物を前記反応容器に送り出す複数のスクリューコンベヤと、前記複数の分岐路の各々を流れる前記処理対象物の流量をそれぞれ計測する複数の流量計と、前記複数の流量計で計測された流量に基づいて前記複数のスクリューコンベヤの回転数をそれぞれ調節する制御装置とを有する【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラリー状物質であるかスラリー状物質を含む処理対象物を処理する、中で該処理対象物を化学反応させる反応容器の複数個所に前記処理対象物を供給する供給システムにおいて、
投入口に投入される前記処理対象物を下流側が複数の分岐路に分岐される供給路に圧送する圧送装置と、
前記複数の分岐路の下流側にそれぞれ配置され、前記複数の分岐路の各々に送られた前記処理対象物を前記反応容器に送り出す複数のスクリューコンベヤと、
前記複数の分岐路の各々を流れる前記処理対象物の流量をそれぞれ計測する複数の流量計と、
前記複数の流量計で計測された流量に基づいて前記複数のスクリューコンベヤの回転数をそれぞれ調節する制御装置と
を有することを特徴とする供給システム。
【請求項２】
請求項１に記載の供給システムにおいて、
前記制御装置は、
前記複数の流量計が計測した流量の和と前記複数の分岐路毎に設定される前記処理対象物の分岐比率とに基づいて、流量の目標を示す流量目標値を前記複数の分岐路毎に算出し、
前記複数の分岐路の１つに対応する流量計で計測した流量が、前記分岐路の１つに対応する第１流量目標値より小さい場合、前記分岐路の１つに対応するスクリューコンベヤの回転数を上げ、前記分岐路の１つに対応する流量計で計測した流量が、前記第１流量目標値以上である第２流量目標値より大きい場合、前記分岐路の１つに対応するスクリューコンベヤの回転数を下げる流量制御を、前記複数の分岐路毎に実行することを特徴とする供給システム。
【請求項３】
請求項２に記載の供給システムにおいて、
前記制御装置は、前記複数のスクリューコンベヤのうち、回転数が最も高いスクリューコンベヤの回転数をさらに上げることを特徴とする供給システム。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の供給システムにおいて、
前記制御装置は、前記複数のスクリューコンベヤにより前記処理対象物を前記反応容器に供給する動作を開始する場合、前記複数のスクリューコンベヤの全ての回転数を設定可能な最大値に設定することを特徴とする供給システム。
【請求項５】
請求項２に記載の供給システムにおいて、
前記複数の分岐路の各々の圧力と前記反応容器の圧力との圧力差をそれぞれ計測する複数の計測機構を有し、
前記制御装置は、
前記複数のスクリューコンベヤのいずれかを差圧制御系に設定し、残りのスクリューコンベヤを流量制御系に設定し、
前記差圧制御系において、前記圧力差が第１圧力目標値より小さい場合に前記回転数を下げ、前記圧力差が前記第１圧力目標値以上である第２圧力目標値より大きい場合に前記回転数を上げる差圧制御を実行し、
前記流量制御系のスクリューコンベヤに対して、前記流量制御を実行することを特徴とする供給システム。
【請求項６】
請求項５に記載の供給システムにおいて、
前記制御装置は、前記流量制御系のいずれかの前記圧力差が前記差圧制御系の前記圧力差より小さくなった場合、前記差圧制御系を前記流量制御系に設定し、前記圧力差が小さくなった前記流量制御系を前記差圧制御系に設定することを特徴とする供給システム。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の供給システムにおいて、
前記複数の分岐路の各々をそれぞれ遮断可能な複数の遮断機構を有し、
前記制御装置は、前記複数の分岐路のうち前記圧力差が下限値より小さくなった分岐路を、該分岐路に対応する遮断機構により遮断することを特徴とする供給システム。
【請求項８】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の供給システムにおいて、
前記複数の分岐路のいずれかである第１分岐路に送られた前記処理対象物と、前記処理対象物とともに前記反応容器で処理する固形物とを受ける容器と、
前記容器に堆積された前記処理対象物と前記固形物との堆積物の嵩を検出する検出器と
を有し、
前記複数のスクリューコンベヤのうち、前記第１分岐路に対応する第１スクリューコンベヤは、前記容器に堆積された前記堆積物を前記反応容器に送り出し、
前記制御装置は、前記検出器が検出した前記堆積物の嵩が所定レベルを超えた場合、前記第１スクリューコンベヤの回転数を上げることを特徴とする供給システム。
【請求項９】
請求項８に記載の供給システムにおいて、
前記第１分岐路に配置され、前記第１分岐路を流れる前記処理対象物の流量を調節する調節弁を有し、
前記制御装置は、前記複数のスクリューコンベヤのうち、前記第１スクリューコンベヤを除くスクリューコンベヤの少なくともいずれかの回転数が予め設定された上限値以上の場合、前記調節弁の開度を第１所定量だけ下げることを特徴とする供給システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の供給システムにおいて、
前記制御装置は、前記第１スクリューコンベヤを除く全てのスクリューコンベヤの回転数が前記上限値より小さい場合、前記調節弁の開度を第２所定量だけ上げることを特徴とする供給システム。
【請求項１１】
請求項８に記載の供給システムにおいて、
前記第１分岐路内に、前記第１分岐路を流れる前記処理対象物の流量を絞る絞り部材を前記第１分岐路内に配置することを特徴とする供給システム。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の供給システムにおいて、
前記化学反応は燃焼であり、前記反応容器は炉であることを特徴とする供給システム。
【請求項１３】
投入口に投入されるスラリー状物質であるかスラリー状物質を含む処理対象物を下流側が複数の分岐路に分岐される供給路に圧送する圧送装置と、前記複数の分岐路の下流側にそれぞれ配置され、前記複数の分岐路の各々に送られた前記処理対象物を、前記処理対象物を処理する、中で前記処理対象物を化学反応させる反応容器に送り出す複数のスクリューコンベヤとを有し、前記複数のスクリューコンベヤから送り出される前記処理対象物が前記反応容器の複数個所に供給される供給システムの制御方法において、
前記複数の分岐路の各々を流れる前記処理対象物の流量をそれぞれ計測し、
前記複数の流量計で計測された流量に基づいて前記複数のスクリューコンベヤの回転数をそれぞれ調節することを特徴とする供給システムの制御方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の供給システムの制御方法において、
前記複数の流量計が計測した流量の和と前記複数の分岐路毎に設定される前記処理対象物の分岐比率とに基づいて、流量の目標を示す流量目標値を前記複数の分岐路毎に算出し、
前記複数の分岐路の１つに対応する流量計で計測した流量が、前記分岐路の１つに対応する第１流量目標値より小さい場合、前記分岐路の１つに対応するスクリューコンベヤの回転数を上げ、前記分岐路の１つに対応する流量計で計測した流量が、前記第１流量目標値以上である第２流量目標値より大きい場合、前記分岐路の１つに対応するスクリューコンベヤの回転数を下げる流量制御を、前記複数の分岐路毎に実行することを特徴とする供給システムの制御方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の供給システムの制御方法において、
前記複数のスクリューコンベヤのうち、回転数が最も高いスクリューコンベヤの回転数をさらに上げることを特徴とする供給システムの制御方法。
【請求項１６】
請求項１３乃至請求項１５のいずれか１項に記載の供給システムの制御方法において、
前記複数のスクリューコンベヤにより前記処理対象物を前記反応容器に供給する動作を開始する場合、前記複数のスクリューコンベヤの全ての回転数を設定可能な最大値に設定することを特徴とする供給システムの制御方法。
【請求項１７】
請求項１４に記載の供給システムの制御方法において、
前記供給システムは、前記複数の分岐路の各々の圧力と前記反応容器の圧力との圧力差をそれぞれ計測する複数の計測機構を有し、
前記複数のスクリューコンベヤのいずれかを差圧制御系に設定し、残りのスクリューコンベヤを流量制御系に設定し、
前記差圧制御系において、前記圧力差が第１圧力目標値より小さい場合に前記回転数を下げ、前記圧力差が前記第１圧力目標値以上である第２圧力目標値より大きい場合に前記回転数を上げる差圧制御を実行し、
前記流量制御系のスクリューコンベヤに対して、前記流量制御を実行することを特徴とする供給システムの制御方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の供給システムの制御方法において、
前記流量制御系のいずれかの前記圧力差が前記差圧制御系の前記圧力差より小さくなった場合、前記差圧制御系を前記流量制御系に設定し、前記圧力差が小さくなった前記流量制御系を前記差圧制御系に設定することを特徴とする供給システムの制御方法。
【請求項１９】
請求項１７または請求項１８に記載の供給システムの制御方法において、
前記供給システムは、前記複数の分岐路の各々をそれぞれ遮断可能な複数の遮断機構を有し、
前記複数の分岐路のうち前記圧力差が下限値より小さくなった分岐路を、該分岐路に対応する遮断機構により遮断することを特徴とする供給システムの制御方法。
【請求項２０】
請求項１３乃至請求項１６のいずれか１項に記載の供給システムの制御方法において、
前記供給システムは、前記複数の分岐路のいずれかである第１分岐路に送られた前記処理対象物と、前記処理対象物とともに前記反応容器で処理する固形物とを受ける容器と、前記容器に堆積された前記処理対象物と前記固形物との堆積物の嵩を検出する検出器とを有し、前記複数のスクリューコンベヤのうち、前記第１分岐路に対応する第１スクリューコンベヤは、前記容器に堆積された前記堆積物を前記反応容器に送り出し、
前記検出器が検出した前記堆積物の嵩が所定レベルを超えた場合、前記第１スクリューコンベヤの回転数を上げることを特徴とする供給システムの制御方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の供給システムの制御方法において、
前記供給システムは、前記第１分岐路に配置され、前記第１分岐路を流れる前記処理対象物の流れ量を調節する調節弁を有し、
前記複数のスクリューコンベヤのうち、前記第１スクリューコンベヤを除くスクリューコンベヤの少なくともいずれかの回転数が予め設定された上限値以上の場合、前記調節弁の開度を第１所定量だけ下げることを特徴とする供給システムの制御方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の供給システムの制御方法において、
前記第１スクリューコンベヤを除く全てのスクリューコンベヤの回転数が前記上限値より小さい場合、前記調節弁の開度を第２所定量だけ上げることを特徴とする供給システムの制御方法。
【請求項２３】
請求項１３乃至請求項２２のいずれか１項に記載の供給システムの制御方法において、
前記化学反応は燃焼であり、前記反応容器は炉であることを特徴とする供給システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応容器内で化学反応処理する物質を反応容器の複数個所に供給する供給システムおよび供給システムの制御方法に関する。さらに言うと本発明は、炉内で処理する物質を炉の複数個所に供給する供給システムおよび供給システムの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
反応容器など、何らかの処理を行う処理用容器へスラリー状物質を押し込みながら充填させるスラリー状物質の供給装置にとって、外部との隔離を行うマテリアルシール構造が要求される場合が多い。特に、供給元の圧送装置の吸込み口と供給先の処理用容器との圧力が異なる場合、圧送してスラリー状物質やそれを含む処理対象物質を連続供給しながらその処理対象物質を利用して連続的にマテリアルシールを行うニーズがある。
【０００３】
供給元圧力と供給先圧力の圧力差が小さい場合、圧送装置の吸込み側にホッパなど処理用物質の積層高さである位置ヘッドとその重量を利用して、供給物の自重や粘度によって簡単な圧力付与のマテリアルシールが行える場合があるが、圧力の変動に弱く供給先圧力が高くなると逆流して吹くことがある。また、物質の供給速度などの変動で、容易にマテリアルシールが切れることがある。
【０００４】
供給元圧力と供給先圧力との圧力差が大きい場合、スラリーを搬送するのに一般的な一軸偏芯ポンプで配管内を圧送し配管内物質とポンプ内物質でマテリアルシールを形成することができる。ただ、スラリー状物質の中に硬度の高い物体が混入していると、複雑な形状を形成される一軸偏芯ポンプのローターやケーシングをその硬度の高い物体が傷めることで搬送能力を弱くしたり、シールが弱くなったりする。また、スラリー状物質の中に繊維状物質が混入していると、複雑な形状を形成される一軸偏芯ポンプのローターやケーシングにその繊維が絡みつきポンプを傷めることで搬送能力を弱くしたり、シールが弱くなったりする。
【０００５】
供給元圧力と供給先圧力との圧力差が大きい場合、スラリーを搬送するのにピストンポンプで圧送するようにすると、硬度の高い物質混入でも問題ないが、機構上搬送能力比の動力が大きく、コストが高価で、脈動してしまう。供給先直近にコーンバルブ等で抵抗を設けて圧力付与する場合が厚賀、供給スラリー状物質の粘度が高い場合搬送動力を非常に多く消費する。
【０００６】
例えば、粉状のバイオマスに水を加えたスラリー状のバイオマスケーキを高圧の反応器で反応（加水分解、得られた糖を発酵処理する）させてバイオエタノールを生成する場合、バイオマスケーキは、スクリューポンプ等を有する供給装置を用いて反応器に供給される。また、スクリューポンプ等により反応器に送り出されるバイオマスケーキの流れを制限する絞り部を供給装置に設けることで、バイオマスケーキによりマテリアルシールが形成され、バイオマスケーキの反応器からの逆流が抑えられる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１７−３１８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
例えば、特許文献１のように、バイオマスケーキを搬送する配管内に円環状の絞り部材を配置する場合、絞り部材は、バイオマスケーキの流れを制限する固定抵抗として作用する。このため、絞り部材を配管内に配置しない場合に比べて、スクリューポンプに掛かる負荷は大きくなり、電力消費量は大きくなる。また、配管の端に軸長方向に移動可能なコーンバルブを配置する場合、コーンバルブは、バイオマスケーキの流れを調節する可変抵抗として作用するが、コーンと配管内オリフィスとの隙間間隔の少しの寸法差で抵抗値が大きく変わるので、マテリアルシールのシール性の調節範囲は狭い。例えば、流路を閉じているコーンバルブにより流れが規制されたバイオマスケーキは、コーンバルブが流路の端から所定の距離だけ離れた場合に急激に流れ始め、シール性は一気に低下してしまう。また、バイオマスケーキが急激に流れ始める上記所定の距離は、バイオマスケーキの含水率に応じて変化する。したがって、コーンバルブ等の絞り部材では、含水率が変化するバイオマスケーキにより最適なマテリアルシールを形成することは困難である。
【０００９】
ところで、下水汚泥等を脱水して得られるスラリー状のケーキを焼却炉の複数個所に供給する場合、所定の比率で分けられたケーキを焼却炉の複数個所にそれぞれ供給することが望ましい。例えば、１台のポンプから複数の分岐路に向けてケーキを圧送し、各分岐路に接続されるスクリューコンベヤ等を用いてケーキを焼却炉に供給する場合、焼却炉に供給されるケーキの量は、各分岐路に配置された調節バルブの開度により調節される。しかしながら、調節バルブは、開度を少し変化させただけでケーキの流量が大きく変わるため、各分岐路においてケーキの流量を精度良く調節することは困難である。このため、調節バルブ等のバルブを用いて、炉の複数個所に所定の比率でケーキを供給することは困難である。
【００１０】
本発明は、スラリー状物質を含む処理対象物を反応容器の複数個所に供給する場合に、複数個所の各々に所定の比率で処理対象物を供給することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するために、本発明の供給システムの一態様は、スラリー状物質であるかスラリー状物質を含む処理対象物を処理する、中で該処理対象物を化学反応させる反応容器の複数個所に前記処理対象物を供給する供給システムにおいて、投入口に投入される前記処理対象物を下流側が複数の分岐路に分岐される供給路に圧送する圧送装置と、前記複数の分岐路の下流側にそれぞれ配置され、前記複数の分岐路の各々に送られた前記処理対象物を前記反応容器に送り出す複数のスクリューコンベヤと、前記複数の分岐路の各々を流れる前記処理対象物の流量をそれぞれ計測する複数の流量計と、前記複数の流量計で計測された流量に基づいて前記複数のスクリューコンベヤの回転数をそれぞれ調節する制御装置とを有することを特徴とする。
【００１２】
例えば、前記制御装置は、前記複数の流量計が計測した流量の和と前記複数の分岐路毎に設定される前記処理対象物の分岐比率とに基づいて、流量の目標を示す流量目標値を前記複数の分岐路毎に算出し、前記複数の分岐路の１つに対応する流量計で計測した流量が、前記分岐路の１つに対応する第１流量目標値より小さい場合、前記分岐路の１つに対応するスクリューコンベヤの回転数を上げ、前記分岐路の１つに対応する流量計で計測した流量が、前記第１流量目標値以上である第２流量目標値より大きい場合、前記分岐路の１つに対応するスクリューコンベヤの回転数を下げる流量制御を、前記複数の分岐路毎に実行してもよい。この場合、前記制御装置は、前記複数のスクリューコンベヤのうち、回転数が最も高いスクリューコンベヤの回転数をさらに上げてもよい。さらに、前記制御装置は、前記複数のスクリューコンベヤにより前記処理対象物を前記反応容器に供給する動作を開始する場合、前記複数のスクリューコンベヤの全ての回転数を設定可能な最大値に設定してもよい。
【００１３】
また、供給システムは、前記複数の分岐路の各々の圧力と前記反応容器の圧力との圧力差をそれぞれ計測する複数の計測機構を有し、前記制御装置は、前記複数のスクリューコンベヤのいずれかを差圧制御系に設定し、残りのスクリューコンベヤを流量制御系に設定し、前記差圧制御系において、前記圧力差が第１圧力目標値より小さい場合に前記回転数を下げ、前記圧力差が前記第１圧力目標値以上である第２圧力目標値より大きい場合に前記回転数を上げる差圧制御を実行し、前記流量制御系のスクリューコンベヤに対して、前記流量制御を実行する。例えば、前記制御装置は、前記流量制御系のいずれかの前記圧力差が前記差圧制御系の前記圧力差より小さくなった場合、前記差圧制御系を前記流量制御系に設定し、前記圧力差が小さくなった前記流量制御系を前記差圧制御系に設定してもよい。また、供給システムは、前記複数の分岐路の各々をそれぞれ遮断可能な複数の遮断機構を有し、前記制御装置は、前記複数の分岐路のうち前記圧力差が下限値より小さくなった分岐路を、該分岐路に対応する遮断機構により遮断してもよい。
【００１４】
さらに、供給システムは、前記複数の分岐路のいずれかである第１分岐路に送られた前記処理対象物と、前記処理対象物とともに前記反応容器で処理する固形物とを受ける容器と、前記容器に堆積された前記処理対象物と前記固形物との堆積物の嵩を検出する検出器とを有し、前記複数のスクリューコンベヤのうち、前記第１分岐路に対応する第１スクリューコンベヤは、前記容器に堆積された前記堆積物を前記炉に送り出し、前記制御装置は、前記検出器が検出した前記堆積物の嵩が所定レベルを超えた場合、前記第１スクリューコンベヤの回転数を上げる。例えば、供給システムは、前記第１分岐路に配置され、前記第１分岐路を流れる前記処理対象物の流量を調節する調節弁を有し、前記制御装置は、前記複数のスクリューコンベヤのうち、前記第１スクリューコンベヤを除くスクリューコンベヤの少なくともいずれかの回転数が予め設定された上限値以上の場合、前記調節弁の開度を第１所定量だけ下げてもよい。この場合、前記制御装置は、前記第１スクリューコンベヤを除く全てのスクリューコンベヤの回転数が前記上限値より小さい場合、前記調節弁の開度を第２所定量だけ上げてもよい。また、供給システムは、前記第１分岐路内に、前記第１分岐路を流れる前記処理対象物の流量を絞る絞り部材を前記第１分岐路内に配置してもよい。
【００１５】
そしてこれらの供給システムにおいて、前記化学反応は燃焼であり、反応容器は炉であるようにしてもよい。
【００１６】
本発明の供給システムの制御方法の一態様は、投入口に投入されるスラリー状物質であるかスラリー状物質を含む処理対象物を下流側が複数の分岐路に分岐される供給路に圧送する圧送装置と、前記複数の分岐路の下流側にそれぞれ配置され、前記複数の分岐路の各々に送られた前記処理対象物を、前記処理対象物を処理する、中で前記処理対象物を化学反応させる反応容器に送り出す複数のスクリューコンベヤとを有し、前記複数のスクリューコンベヤから送り出される前記処理対象物が前記反応容器の複数個所に供給される供給システムの制御方法において、前記複数の分岐路の各々を流れる前記処理対象物の流量をそれぞれ計測し、前記複数の流量計で計測された流量に基づいて前記複数のスクリューコンベヤの回転数をそれぞれ調節する。
【００１７】
例えば、前記複数の流量計が計測した流量の和と前記複数の分岐路毎に設定される前記処理対象物の分岐比率とに基づいて、流量の目標を示す流量目標値を前記複数の分岐路毎に算出し、前記複数の分岐路の１つに対応する流量計で計測した流量が、前記分岐路の１つに対応する第１流量目標値より小さい場合、前記分岐路の１つに対応するスクリューコンベヤの回転数を上げ、前記分岐路の１つに対応する流量計で計測した流量が、前記第１流量目標値以上である第２流量目標値より大きい場合、前記分岐路の１つに対応するスクリューコンベヤの回転数を下げる流量制御を、前記複数の分岐路毎に実行させてもよい。この場合、前記複数のスクリューコンベヤのうち、回転数が最も高いスクリューコンベヤの回転数をさらに上げてもよい。さらに、前記複数のスクリューコンベヤにより前記処理対象物を前記反応容器に供給する動作を開始する場合、前記複数のスクリューコンベヤの全ての回転数を設定可能な最大値に設定してもよい。
【００１８】
また、供給システムの制御方法は、前記供給システムは、前記複数の分岐路の各々の圧力と前記反応容器の圧力との圧力差をそれぞれ計測する複数の計測機構を有し、前記複数のスクリューコンベヤのいずれかを差圧制御系に設定し、残りのスクリューコンベヤを流量制御系に設定し、前記差圧制御系において、前記圧力差が第１圧力目標値より小さい場合に前記回転数を下げ、前記圧力差が前記第１圧力目標値以上である第２圧力目標値より大きい場合に前記回転数を上げる差圧制御を実行し、前記流量制御系のスクリューコンベヤに対して、前記流量制御を実行する。例えば、前記流量制御系のいずれかの前記圧力差が前記差圧制御系の前記圧力差より小さくなった場合、前記差圧制御系を前記流量制御系に設定し、前記圧力差が小さくなった前記流量制御系を前記差圧制御系に設定してもよい。また、前記供給システムは、前記複数の分岐路の各々をそれぞれ遮断可能な複数の遮断機構を有し、前記複数の分岐路のうち前記圧力差が下限値より小さくなった分岐路を、該分岐路に対応する遮断機構により遮断してもよい。
【００１９】
さらに、前記供給システムは、前記複数の分岐路のいずれかである第１分岐路に送られた前記処理対象物と、前記処理対象物とともに前記反応容器で処理する固形物とを受ける容器と、前記容器に堆積された前記処理対象物と前記固形物との堆積物の嵩を検出する検出器とを有し、前記複数のスクリューコンベヤのうち、前記第１分岐路に対応する第１スクリューコンベヤは、前記容器に堆積された前記堆積物を前記反応容器に送り出し、前記検出器が検出した前記堆積物の嵩が所定レベルを超えた場合、前記第１スクリューコンベヤの回転数を上げる。例えば、前記供給システムは、前記第１分岐路に配置され、前記第１分岐路を流れる前記スラリー状物質の流れ量を調節する調節弁を有し、前記複数のスクリューコンベヤのうち、前記第１スクリューコンベヤを除くスクリューコンベヤの少なくともいずれかの回転数が予め設定された上限値以上の場合、前記調節弁の開度を第１所定量だけ下げもよい。この場合、前記第１スクリューコンベヤを除く全てのスクリューコンベヤの回転数が前記上限値より小さい場合、前記調節弁の開度を第２所定量だけ上げてもよい。
【００２０】
そしてこれらの供給システムの制御方法において、前記化学反応は燃焼であり、反応容器は炉であるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、スラリー状物質を含む処理対象物を反応容器の複数個所に供給する場合に、複数個所の各々に所定の比率で処理対象物を供給することができ、反応容器内から高温の物質が逆流することを防止することができる。そして、処理対象物への硬度の高い固体や繊維状物質の混合について供給装置での混合比率の調節も可能で複数個所の各々に分配も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１の実施形態における供給システムの一例を示す全体概要図である。
【図２】図１に示す供給システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【図３】図２に示すフローチャートの処理を実行する供給システムの動作の一例を示す説明図である。
【図４】スクリューコンベヤの回転数を変化させた場合と、ボールバルブの開度を変化させた場合との圧力損失の変化の概要を示す説明図である。
【図５】第２の実施形態における供給システムの一例を示す全体概要図である。
【図６】図５に示す供給システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】図６に示すステップＳ４０の処理（差圧制御）の一例を示すフローチャートである。
【図８】図６に示すステップＳ４２の処理（流量制御）の一例を示すフローチャートである。
【図９】図６に示すフローチャートの処理を実行する供給システムの動作の一例を示す説明図である。
【図１０】第３の実施形態における供給システムの一例を示す全体概要図である。
【図１１】図１０に示す供給システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本実施形態について図面を参照して説明する。
【００２４】
なお、実施形態として反応容器については焼却炉を例示として示しているが、もちろんこれに限られず、スラリー状物質を含む処理対象物を外から充填することができる反応容器であればなんでも良く、例えば加水分解を促進反応させる反応を内部で生じさせる反応容器や、内部で混練して化学反応させるよう充填する反応容器であってもよい。
【００２５】
図１は、第１の実施形態における供給システム１００の一例を示す。供給システム１００は、圧送装置である一軸偏芯ポンプ２０、スクリューコンベヤ３０（３０ａ、３０ｂ）、流量計４０（４０ａ、４０ｂ）、遮断機構５０（５０ａ、５０ｂ）および制御装置６０を有する。
【００２６】
一軸偏芯ポンプ２０は、下水汚泥を脱水して得られるケーキが投入される投入口８に接続される流路１０に配置される。下水汚泥のケーキは、固形分と水分（や液分）とを含み流動性を有するスラリー状物質の一例である。流路１０の下流側は、例えば、２つの流路１１（１１ｂ、１１ｂ）に分岐される。流量計４０ａおよび遮断機構５０ａは、流路１１ａに配置され、流量計４０ｂおよび遮断機構５０ｂは、流路１１ｂに配置される。
【００２７】
流路１１ａの下流側は、スクリューコンベヤ３０ａが配置される流路１２ａに接続され、流路１１ｂの下流側は、スクリューコンベヤ３０ｂが配置される流路１２ｂに接続される。流路１２ａおよび流路１２ｂの下流側は、例えば、焼却炉２００の側壁において互いに対向する位置に設けられるケーキの投入口に接続される。
【００２８】
図１に示す太線で囲まれる領域は、ケーキの流路を示している。流路１０は、供給路の一例であり、流路１１（１１ａ、１１ｂ）および流路１２（１２ａ、１２ｂ）は、分岐路の一例である。流路１０、１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂは、ケーキの投入口８と焼却炉２００との間を接続する配管内に形成される。また、焼却炉２００の運用時の温度変化による焼却炉２００の膨張・収縮を吸収するために、各流路１１ａ、１１ｂを形成する配管においてスクリューコンベヤ３０ａ、３０ｂ側の端は、例えば、ゴム製の伸縮継手１５等を介して流路１２ａ、１２ｂを形成する配管に接続される。
【００２９】
以下の説明では、流路１１ａ、１２ａ、スクリューコンベヤ３０ａ、流量計４０ａおよび遮断機構５０ａを含むグループと、流路１１ｂ、１２ｂ、スクリューコンベヤ３０ｂ、流量計４０ｂおよび遮断機構５０ｂを含むグループとは、それぞれ系列と称される。なお、図１は２つの分岐路を示すが、３以上の分岐路が流路１０に接続されてもよく、この場合、流量計４０、遮断機構５０およびスクリューコンベヤ３０が各分岐路に配置される。
【００３０】
図１に示す供給システム１００では、投入口８から投入されるケーキは、一軸偏芯ポンプ２０により流路１０の下流側に向けて圧送され、流路１０から分岐する流路１１ａ、１１ｂに分かれ、スクリューコンベヤ３０ａ、３０ｂに送られる。スクリューコンベヤ３０ａ、３０ｂは、流路１１ａ、１１ｂから送られるケーキを焼却炉２００の別々の個所に供給する。ケーキを焼却炉２００の複数個所に供給することで、ケーキが焼却炉２００内で偏って焼却されることを抑止でき、ケーキの燃焼効率を向上することができる。また、焼却炉２００内の位置に依存して燃焼特性に違いがある場合、複数個所に投入するケーキの量の比率を燃焼特性に合わせて調節することで、反応容器である炉内の処理対象物であるケーキ全体の燃焼効率を向上することができる。
【００３１】
一軸偏芯ポンプ２０は、駆動機２１と、駆動機２１により駆動される回転軸２２と、回転軸２２に取り付けられたスクリュー２３とを有する。スクリュー２３は、例えば、予め設定された回転数で回転し、投入口８に投入されるケーキを下流側に圧送する。圧送されたケーキは、流路１１ａ、１１ｂの分岐部分に達した後、流路１１ａ、１１ｂのそれぞれに分かれて圧送される。この際、何も制御しない場合、投入口８に投入されるケーキの性状にばらつきがあると、流路１１ａ、１１ｂに圧送されるケーキの量は均等にならない。一軸偏芯ポンプ２０は圧送装置の一例である。なお、一軸偏芯ポンプ２０の代わりに、ピストンポンプまたはスクリューコンベヤ等の圧送用ポンプが設けられてもよい。
【００３２】
スクリューコンベヤ３０ａは、制御装置６０からの制御信号ＭＶ１ａに応じて動作する駆動機３１ａと、駆動機３１ａにより駆動される回転軸３２ａと、回転軸３２ａに取り付けられたスクリュー３３ａとを有する。駆動機３１ａは、可変速駆動機であり、制御信号ＭＶ１ａに応じて回転軸３２ａの回転数（すなわち、スクリュー３３ａの回転数）を調節可能である。同様に、スクリューコンベヤ３０ｂは、制御装置６０からの制御信号ＭＶ１ｂに応じて動作する駆動機３１ｂと、駆動機３１ｂにより駆動される回転軸３２ｂと、回転軸３２ｂに取り付けられたスクリュー３３ｂとを有する。駆動機３１ｂは、可変速駆動機であり、制御信号ＭＶ１ｂに応じて回転軸３２ｂの回転数（すなわち、スクリュー３３ｂの回転数）を調節可能である。
【００３３】
以下では、駆動機３１ａ、３１ｂは駆動機３１とも称され、回転軸３２ａ、３２ｂは回転軸３２とも称され、スクリュー３３ａ、３３ｂは、スクリュー３３とも称される。また、制御信号ＭＶ１ａ、ＭＶ１ｂは、制御信号ＭＶ１とも称される。なお、例えば、スクリューコンベヤ３０ａ、３０ｂは、一軸タイプが使用されるが、２軸以上のタイプが使用されてもよい。また、図１では、片持ちタイプのスクリューコンベヤ３０ａ、３０ｂを記載しているが、両持ちタイプが使用されても良い。
【００３４】
流量計４０ａは、流路１１ａを流れるケーキの流量を計測し、計測したケーキの流量ＰＶ１ａを制御装置６０に出力する。流量計４０ｂは、流路１１ｂを流れるケーキの流量を計測し、計測したケーキの流量ＰＶ１ｂを制御装置６０に出力する。以下では、流量ＰＶ１ａ、ＰＶ１ｂは、流量ＰＶ１とも称される。
【００３５】
遮断機構５０ａは、駆動機５１ａと、駆動機５１ａにより駆動されて流路１１ａを遮断または開放する遮断弁５２ａとを有する。遮断機構５０ｂは、駆動機５１ｂと、駆動機５１ｂにより駆動されて流路１１ｂを遮断または開放する遮断弁５２ｂとを有する。例えば、遮断機構５０ａ、５０ｂは、制御装置６０からの制御信号に応じて動作してもよい。あるいは、遮断弁５２ａ、５２ｂは、手動で操作するタイプでもよい。遮断弁５２ａ、５２ｂは、例えば、ボール弁であるが、流路１１ａ、１１ｂをそれぞれ遮断または開放する機能を有する他の弁が使用されてもよい。なお、２つの遮断弁５２ａ、５２ｂの代わりに、１つの遮断弁が流路１０に取り付けられてもよい。特に限定されないが、遮断弁５２ａ、５２ｂは、供給システム１００および焼却炉２００を含む設備の停止時に遮断される。なお、焼却炉２００が、炉内の圧力が大気圧より高い過給式流動焼却炉等の高圧炉でない場合、遮断機構５０ａ、５０ｂは配置されなくてもよい。
【００３６】
制御装置６０は、スクリューコンベヤ３０および遮断機構５０をそれぞれ制御する機能を有する。例えば、制御装置６０は、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）を含み、ＰＬＣが実行する制御プログラムに基づいて動作する。
【００３７】
制御装置６０は、例えば、各流量計４０からの流量ＰＶ１と、流路１１ａに分岐させるケーキの分岐比率ＳＶＢＲ（０＜ＳＶＢＲ＜１）とに基づいて、各スクリューコンベヤ３０の駆動機３１に制御信号ＭＶ１を出力し、スクリュー３３の回転数を調節する。なお、流路１０が３以上の分岐路に分岐される場合、制御装置６０は、分岐路毎に分岐比率ＳＶＢＲを受ける。分岐比率ＳＶＢＲは、制御装置６０の外部から供給されているが、制御装置６０に内蔵されるフラッシュメモリ等の記憶部に予め記憶されてもよい。
【００３８】
なお、各種信号は、矢印のついた破線で示される。また、図１では、分岐比率ＳＶＢＲおよび制御信号ＭＶ１が流路１１を跨いでいるが、分岐比率ＳＶＢＲおよび制御信号ＭＶ１を伝達する信号線が、流路１１を物理的に跨ぐことを示すものではない。制御装置６０によるスクリューコンベヤ３０の制御の例は、図２から図４で説明する。
【００３９】
焼却炉２００は、スクリューコンベヤ３０ａ、３０ｂを介して複数個所に供給されるケーキを、空気および補助燃料を使って燃焼する。燃焼により発生した排ガスは、図示しない排ガスの処理設備に送られる。例えば、焼却炉２００は、気泡式の流動焼却炉であり、炉内の圧力は大気圧に比べて僅かに低い。
【００４０】
図２は、図１に示す供給システム１００の動作の一例を示す。すなわち、図２は、供給システム１００の制御方法の一例を示す。図２に示す動作は、制御装置６０が制御プログラムを実行することにより実現される。また、図２に示す動作は、制御装置６０により所定の周期で繰り返し実行される。特に限定されないが、所定の周期は、例えば、数十ミリ秒から数百ミリ秒の間である。図２に示す処理は、スクリューコンベヤ３０の回転数の変化を滑らかにするために、例えば、ＰＩＤ（Proportional Integral Differential）制御またはファジー制御等のフィードバック制御の手法が用いることが望ましい。あるいは、フィードフォワード制御の手法やロジック制御の手法が用いられてもよい。
【００４１】
まず、ステップＳ１０において、制御装置６０は、全ての系列の流量計４０から流量ＰＶ１を取得する。次に、ステップＳ１２において、制御装置６０は、式（１）、（２）に示すように、流量ＰＶ１ａ、ＰＶ１ｂと分岐比率ＳＶＢＲとを用いて、流路１１ａを含む系列に流すケーキの流量の目標値である流量目標値ＴＦＲａと、流路１１ｂを含む系列に流すケーキの流量の目標値である流量目標値ＴＦＲｂとを算出する。以下では、流量目標値ＴＦＲａ、ＴＦＲｂは、流量目標値ＴＦＲとも称される。例えば、分岐比率ＳＶＢＲは、流路１０に流れるケーキの量のうち、流路１１ａに分岐させるケーキの量の比率を示す。このため、流路１１ｂに分岐させるケーキの量の比率は、”１−ＳＶＢＲ”で示される。
ＴＦＲａ＝（ＰＶ１ａ＋ＰＶ１ｂ）×ＳＶＢＲ  ‥（１）
ＴＦＲｂ＝（ＰＶ１ａ＋ＰＶ１ｂ）×（１−ＳＶＢＲ）  ‥（２）
次に、ステップＳ１４において、制御装置６０は、流量計４０で計測されるケーキの流量ＰＶ１が流量目標値ＴＦＲより小さいか否かを系列毎に判定する。なお、ステップＳ１４、Ｓ１６、Ｓ１８、Ｓ２０の処理は、系列毎に実行される。流量ＰＶ１が流量目標値ＴＦＲより小さい場合、制御装置６０は、ステップＳ１６において、系列に含まれるスクリューコンベヤ３０の回転数を所定数だけ上げるための制御信号ＭＶ１を出力し、ステップＳ２２の処理に移行する。
【００４２】
ここで、一軸偏芯ポンプ２０のスクリュー２３は気密性があり、各スクリューコンベヤ３０のスクリュー３３は、スクリュー３３内のケーキによって形成されるマテリアルシールにより気密性があるため、各流路１１は気密状態になる。スクリュー３３の回転数を上げると、流路１２内のケーキは焼却炉２００に向けて移動しやすくなり、流路１２内のケーキによるマテリアルシールのシール性（抵抗）は低下し、流路１１の圧力は下がる。例えば、流路１１ａの圧力が下がると、流路１０から流路１１ａにケーキが流れこみやすくなり、流路１１ａに流れ込むケーキの流量は、流路１１ｂに流れ込むケーキの流量に対して相対的に増加する。すなわち、スクリュー３３の回転数を上げることで、流路１１から焼却炉２００に供給されるケーキの量を増加させることができ、流量目標値ＴＦＲより小さいケーキの流量ＰＶ１を流量目標値ＴＦＲに近づけることができる。
【００４３】
駆動機３１ａによるスクリュー３３ａの回転数が下げられると、その上流にある圧送装置２０により押し込まれるケーキは流路１１ａ内への供給がそのままで、流路１１ａからのスクリューコンベヤ３３による排出が少なくなるので、同じ容積内にケーキ量が増え続け圧密されることとなり、マテリアルシール性能は向上する。その状態で、排出は少なくなったとしても下流の焼却炉２００への供給は続けられ、焼却炉２００内の燃焼は継続しながらも燃料にあたるケーキ量が少なくなり、燃焼が穏やかになりその結果燃焼炉２００内の主に空気や排ガスの熱による膨張が減少し、結果燃焼炉２００内の圧力が減少する方向となる。駆動機３１ｂによるスクリュー３３ｂについても同様である。
【００４４】
ステップＳ１４でケーキの流量ＰＶ１が流量目標値ＴＦＲ以上の場合、制御装置６０は、ステップＳ１８において、流量ＰＶ１が流量目標値ＴＦＲより大きいか否かを判定する。流量ＰＶ１が流量目標値ＴＦＲより大きい場合、制御装置６０は、ステップＳ２０において、系列に含まれるスクリューコンベヤ３０の回転数を所定数だけ下げるための制御信号ＭＶ１を出力し、ステップＳ２２の処理に移行する。流量ＰＶ１が流量目標値ＴＦＲより大きくない場合、制御装置６０は、流量ＰＶ１が流量目標値ＴＲＦに等しいと判断し、ステップＳ２２の処理に移行する。なお、ステップＳ１８では、流量ＰＶ１を流量目標値ＴＦＲより大きい流量目標値（例えば、ＴＦＲ２）と比較してもよい。すなわち、流量制御は２つの閾値ＴＦＲ、ＴＦＲ２を用いて行われてもよい。
【００４５】
スクリュー３３の回転数を下げると、流路１２内のケーキは焼却炉２００に向けて移動しにくくなり、流路１２内のケーキによるマテリアルシールのシール性（抵抗）は上昇し、流路１１の圧力は上がる。例えば、流路１１ａの圧力が上がると、流路１０から流路１１ａにケーキが流れこみにくくなり、流路１１ａに流れ込むケーキの流量は、流路１１ｂに流れ込むケーキの流量に対して相対的に減少する。すなわち、スクリュー３３の回転数を下げることで、流路１１から焼却炉２００に供給されるケーキの量を減少させることができ、流量目標値ＴＦＲより大きいケーキの流量ＰＶ１を流量目標値ＴＦＲに近づけることができる。
【００４６】
ステップＳ２２において、制御装置６０は、タイマ機能等を用いて、設定時間（例えば、５秒）が経過したか否かを判定する。設定時間が経過していない場合、処理は終了する。一方、設定時間が経過した場合、制御装置６０は、ステップＳ２４において、スクリュー３３の回転数が最も高い系列において、スクリュー３３の回転数を所定数だけ上げるための制御信号ＭＶ１を出力し、処理を終了する。なお、制御装置６０が出力する制御信号ＭＶ１の上限値は、スクリューコンベヤ３０で設定可能な回転数の最大値（すなわち、能力の１００％）より小さい。ステップＳ２４の処理を実行することで、図３で説明するように、スクリュー３３の回転数の高い系列のスクリュー３３の回転数の増加に追従して、他の系列のスクリュー３３の回転数を増加することができる。これにより、各流路１１の圧力を下げることができ、一軸偏芯ポンプ２０に掛かる負荷を小さくすることができる。
【００４７】
なお、スクリューコンベヤ３０の回転数が増加してケーキの焼却炉２００への供給能力が上がり、スクリュー３３内に滞留するケーキがほとんどなくなった場合、焼却炉２００からの輻射熱により、スクリュー３３が熱くなるおそれがある。これを防止するため、スクリューコンベヤ３０の回転数の上限値は、スクリュー３３が焼却炉２００からの輻射熱の影響を受けない程度の量のケーキを、スクリュー３３内に滞留させる回転数に設定されることが望ましい。
【００４８】
以上説明したように、図２のフローによるスクリューコンベヤ３０の制御では、スクリューコンベヤ３０の回転数の増減により、流路１１ａ、１１ｂのそれぞれに分岐されるケーキの流量を微調節することができる。例えば、含水率やケーキに含まれる成分等のケーキの性状が変化し、流路１１ａ、１１ｂのそれぞれに分岐されるケーキの流量が一次的に変化した場合、各流路１１ａ、１１ｂから焼却炉２００にそれぞれ供給されるケーキの量の比は、分岐比率ＳＶＢＲ、１−ＳＶＢＲから外れる。この場合にも、図２に示す処理を繰り返すことで、焼却炉２００の複数個所にそれぞれ供給されるケーキの量を、所望の分岐比率にすることができる。
【００４９】
なお、図２では、制御装置６０は、全てのスクリュー３３の回転数を調節するが、ケーキを流す流路１１を含む系列が２つの場合、制御装置６０は、一方のスクリュー３３の回転数を一定にし、他方のスクリュー３３の回転数のみを調節してもよい。これにより、例えば、一方のスクリュー３３の回転数が上がると同時に、他方のスクリュー３３の回転数が下がることを防止することができ、各流路１１を流れるケーキの流量が、流量目標値ＴＦＲを挟んで繰り返し変化することを防止することができる。
【００５０】
図３は、図２に示すフローチャートの処理を実行する供給システム１００の動作の一例を示す。図３に示す例では、ケーキの焼却炉２００への供給を開始する場合のスクリュー３３ａ、３３ｂの初期の回転数は、上限値の５０％に設定される。また、流路１１ａに流すケーキの分岐比率ＳＶＢＲは６０％に設定される。したがって、流路１１ｂに流すケーキの分岐比率（１−ＳＶＢＲ）は４０％である。なお、説明を分かりやすくするため、時刻Ｔ１以前の時刻方向の縮尺を時刻Ｔ１以降の時間方向の縮尺より大きくしている。すなわち、図３において、時刻Ｔ１以前の単位長さ当たりの時間は、時刻Ｔ１以降の単位時間当たりの時間より短い。
【００５１】
制御装置６０は、流路１１ａの流量ＰＶ１ａを流量目標値ＴＦＲａに近づけるため、スクリュー３３ａの回転数を順次上げる（図３（ａ））。また、制御装置６０は、流路１１ｂの流量ＰＶ１ｂを流量目標値ＴＦＲｂに近づけるため、スクリュー３３ｂの回転数を順次下げる（図３（ｂ））。制御装置６０の制御により、時刻Ｔ１において、流量ＰＶ１ａは、ほぼ流量目標値ＴＦＲａになり、流量ＰＶ１ｂは、ほぼ流量目標値ＴＦＲｂになる（図３（ｃ））。すなわち、流路１０に流れるケーキの全量に対する流路１１ａに流れるケーキの流量の比率は、分岐比率ＳＶＢＲ（６０％）と等しくなる。なお、この時点で、スクリュー３３ａの回転数は上限値になっていない。
【００５２】
また、制御装置６０は、図２に示したステップＳ２４で説明したように、所定時間の経過毎に、回転数が最も高いスクリュー３３ａの回転数を所定数だけ上げる（図３（ｄ））。ここで、一軸偏芯ポンプ２０から流路１０を介して流路１１ａ、１１ｂに流れこむケーキの総量は変わらない。このため、例えば、スクリューコンベヤ３０ａの回転数が上げられて流路１１ａに流れ込むケーキの流量が増加した場合、流路１１ｂに流れるケーキの流量は相対的に減少する（図３（ｅ））。
【００５３】
流路１１ａを流れるケーキの流量が流量目標値ＴＦＲａを超えた場合、流量が流量目標値ＴＦＲａに戻るまでスクリュー３３ａの回転数が下げられる（図３（ｆ））。一方、流路１１ｂを流れるケーキの流量が流量目標値ＴＦＲｂより低下した場合、流量が流量目標値ＴＦＲｂに戻るまでスクリュー３３ｂの回転数が上げられる（図３（ｇ））。したがって、スクリュー３３の回転数の高い系列のスクリュー３３の回転数の増加に追従して、他の系列のスクリュー３３の回転数を増加することができる。そして、所定時間の経過毎に、回転数が最も高いスクリュー３３ａの回転数を所定数だけ上げることで、スクリュー３３ａの回転数は上限値近づいていく（図３（ｈ））。各スクリュー３３の回転数が増加するほど、各流路１１の圧力が下がるため、一軸偏芯ポンプ２０に掛かる負荷を小さくすることができる。この結果、一軸偏芯ポンプ２０の電力消費量を削減することができる。
【００５４】
なお、図３では、スクリュー３３の初期の回転数は、上限値の５０％に設定する例を示しているが、上限値に設定されてもよい。この場合、スクリュー３３の回転数が高い状態を維持して、所望の流量ＰＶ１に安定させるまでの時間を短縮することができる。また、スクリュー３３の初期の回転数を上限値に設定する場合、複数の系列において分岐比率が最も高い系列のスクリュー３３の回転数を上限値に固定してもよい。
【００５５】
図４は、スクリューコンベヤ３０の回転数を変化させた場合と、ボールバルブの開度を変化させた場合との圧力損失の変化の概要を示す。ここで、圧力損失は、スクリュー３３が配置される流路１２内のケーキにより形成されるマテリアルシールによる抵抗に対応するパラメータであり、抵抗が高い場合、圧力損失は高くなり、抵抗が低い場合、圧力損失は低くなる。
【００５６】
図４（Ａ）に示すように、スクリューコンベヤ３０の回転数を制御する場合、圧力損失は、回転数に応じてほぼ線形に変化する。さらに、スクリューコンベヤ３０を正回転する場合だけでなく逆回転した場合にも、圧力損失を制御することができるため、圧力損失の調節範囲を広くすることができる。スクリューコンベヤ３０を逆回転した場合、圧力損失を、スクリューコンベヤ３０の停止時（回転数＝ゼロ）に比べて高くすることができる。また、例えば、スクリューコンベヤ３０で搬送するケーキの含水率が低下した場合、圧力損失の特性は、圧力損失が高い側にシフトし、ケーキの含水率が上昇した場合、圧力損失の特性は、圧力損失が低い側にシフトするが、シフトした特性はほぼ線形に維持される。このため、スクリューコンベヤ３０の回転数を制御する場合、搬送するケーキの性状にかかわりなく、スクリューコンベヤ３０の回転数により、圧力損失を微調節することができ、ケーキによるマテリアルシールのシール性を微調節することができる。この結果、スクリューコンベヤ３０の回転数を制御することで、流路１１ａ、１１ｂに流れこむケーキの流量を微調節することができる。
【００５７】
駆動機３１ａによるスクリュー３３ａの回転数がゼロにまで下げられると、その上流にある圧送装置２０により押し込まれるケーキは流路１１ａ内への供給がそのままで、流路１１ａからのスクリューコンベヤ３０ａによる排出がゼロとなり、同じ容積内にケーキ量が増え続けさらに圧密されることとなり、マテリアルシール性能は向上する。その状態で、排出はゼロとなり下流の焼却炉２００への燃料供給が停止され、焼却炉２００内の燃焼は継続しながらも燃料にあたるケーキ量が少なくなり、燃焼が穏やかになりその結果燃焼炉２００内の主に空気や排ガスの熱による膨張が減少し、結果燃焼炉２００内の圧力が減少する方向となる。
【００５８】
駆動機３１ａによるスクリュー３３ａの回転数がさらにマイナスになると、その上流にある圧送装置２０により押し込まれるケーキは流路１１ａ内への供給がそのままで、流路１１ａへ下流側の燃焼炉２００から押し戻されてスクリューコンベヤ内のケーキが供給されることとなり、同じ容積内にケーキ量が増え続けさらに圧密されることとなり、マテリアルシール性能は向上する。その状態で、排出はもちろんゼロとなり下流の焼却炉２００への燃料供給が停止され、焼却炉２００内の燃焼は継続しながらも燃料にあたるケーキ量が少なくなり、燃焼が穏やかになりその結果燃焼炉２００内の主に減少する方向となる。
【００５９】
図４（Ｂ）は、比較例として、ケーキが搬送される流路の焼却炉側の端に、流路の軸長方向に移動可能なコーンバルブを配置する場合の圧力損失の変化の例を示す。例えば、コーンバルブが僅かに開き、流路の末端とコーンバルブとの間に隙間ができると、圧力損失は急激に低下する。特に、ケーキの含水率が高く、流動性が高いほど、圧力損失は急激に低下する。したがって、コーンバルブでは、圧力損失を微調節できず、調節範囲も狭い。また、ケーキの性状に合わせた制御を行うことが困難である。すなわち、コーンバルブでは、ケーキの性状に合わせて、ケーキによるマテリアルシールのシール性を微調節することができず、複数に分岐された分岐路に流れこむケーキの流量を微調節することはできない。
【００６０】
以上、第１の実施形態では、複数のスクリュー３３の回転数をそれぞれ調節することにより、複数の流路１１から焼却炉２００に供給するケーキの量を調節することができ、焼却炉２００の複数個所の各々に所定の比率でケーキを供給することができる。特に、スクリュー３３が配置される流路１２内のケーキにより形成されるマテリアルシールのシール性（抵抗）は、スクリュー３３の回転数に応じて線形に変化するため、焼却炉２００に供給するケーキの量を容易かつ精度良く微調節することができる。例えば、ケーキの性状が変化し、流路１１ａ、１１ｂのそれぞれに分岐されるケーキの流量が変化した場合にも、焼却炉２００の複数個所にそれぞれ供給されるケーキの量を、所望の分岐比率にすることができる。
【００６１】
また、スクリュー３３の回転数が最も高い系列において、スクリュー３３の回転数を所定数だけ上げることで、各流路１１の圧力を下げることができ、一軸偏芯ポンプ２０に掛かる負荷を小さくすることができる。この結果、一軸偏芯ポンプ２０の電力消費量を削減することができる。さらに、スクリュー３３の初期の回転数を上限値に設定することで、スクリュー３３の回転数が高い状態を維持しながら、所望の流量ＰＶ１に安定させるまでの時間を短縮することができる。
【００６２】
図５は、第２の実施形態における供給システム１０２の一例を示す。図１に示した供給システム１００と同じ要素については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。なお、供給システム１０２は、例えば、過給式の流動焼却炉（高圧炉）の複数個所にケーキを供給するために使用される。なお、焼却炉２０２は、過給式以外の高圧の流動焼却炉でもよく、流動焼却炉以外の高圧の焼却炉でもよい。例えば、高圧とは、炉内の圧力が大気圧より高いことを示す。
【００６３】
図５に示す供給システム１０２は、図１に示す供給システム１００の構成に加えて、圧力計６１（６１ａ、６１ｂ）、６２（６２ａ、６２ｂ）および差圧演算器７０（７０ａ、７０ｂ）を有する。また、遮断機構５０ａの駆動機５１ａは、制御装置６０から出力される制御信号ＭＶ２ａにより制御され、遮断機構５０ｂの駆動機５１ｂは、制御装置６０から出力される制御信号ＭＶ２ｂにより制御される。圧力計６１ａ、６２ａおよび差圧演算器７０ａは、スクリューコンベヤ３０ａを含む系列に属し、圧力計６１ｂ、６２ｂおよび差圧演算器７０ｂは、スクリューコンベヤ３０ｂを含む系列に属する。以下の説明では、駆動機５１ａ、５１ｂは、駆動機５１とも称される。
【００６４】
圧力計６１ａは、流路１１ａを形成する配管に設けられる開口部に設置され、流路１１ａの気体圧力Ｐ１ａを計測する。圧力計６２ａは、焼却炉２０２の側壁に設けられる開口部に設置され、焼却炉２０２内の、気体、流動流体、気液混合体などの圧力Ｐ２ａを計測する。圧力計６１ｂは、流路１１ｂを形成する配管に設けられる開口部に設置され、流路１１ｂの気体圧力Ｐ１ｂを計測する。圧力計６２ｂは、例えば、焼却炉２０２の側壁において、圧力計６２ａに対向する位置に設けられる開口部に設置され、焼却炉２０２内の、気体、流動流体、気液混合体などの圧力Ｐ２ｂを計測する。なお、焼却炉２０２内の、気体、流動流体、気液混合体などの圧力Ｐ２ａ、Ｐ２ｂがほぼ同じ場合、圧力計６２ａ、６２ｂのいずれか一方は設置されなくてもよい。以下の説明では、圧力Ｐ１ａ、Ｐ２ａ、Ｐ１ｂ、Ｐ２ｂの値を、それぞれ圧力値Ｐ１ａ、Ｐ２ａ、Ｐ１ｂ、Ｐ２ｂとも称する。
【００６５】
差圧演算器７０ａは、圧力値Ｐ１ａ、Ｐ２ａの差（Ｐ１ａ−Ｐ２ａ）を演算して圧力差ＰＶ２ａを算出し、算出した圧力差ＰＶ２ａを制御装置６０に出力する。差圧演算器７０ｂは、圧力値Ｐ１ｂ、Ｐ２ｂの差（Ｐ１ｂ−Ｐ２ｂ）を演算して圧力差ＰＶ２ｂを算出し、算出した圧力差ＰＶ２ｂを制御装置６０に出力する。以下の説明では、圧力差ＰＶ２ａ、ＰＶ２ｂを圧力差ΔＰとも称する。圧力計６１ａ、６２ａおよび差圧演算器７０ａは、圧力差ＰＶ２ａを計測する計測機構の一例であり、圧力計６１ｂ、６２ｂおよび差圧演算器７０ｂは、圧力差ＰＶ２ｂを計測する計測機構の一例である。
【００６６】
なお、差圧演算器７０ａ、７０ｂの機能は、制御装置６０により実現されてもよい。この場合、供給システム１０２は差圧演算器７０ａ、７０ｂを持たない。制御装置６０は、圧力計６１ａから出力される圧力値Ｐ１ａと、圧力計６２ａから出力される圧力値Ｐ２ａとを直接受け、圧力差ＰＶ２ａを算出し、圧力計６１ｂから出力される圧力値Ｐ１ｂと、圧力計６２ｂから出力される圧力値Ｐ２ｂとを直接受け、圧力差ＰＶ２ｂを算出する。
【００６７】
さらに、圧力計６１ａ、６２ａおよび差圧演算器７０ａの代わりに第１差圧計が配置され、圧力計６１ｂ、６２ｂおよび差圧演算器７０ｂの代わりに第２差圧計が配置されてもよい。この場合、第１差圧計は、流路１１ａの圧力Ｐ１ａと焼却炉２０２の圧力Ｐ２ａとを計測し、計測結果を圧力差ＰＶ２ａとして制御装置６０に出力する。第２差圧計は、流路１１ｂの圧力Ｐ１ｂと焼却炉２０２の圧力Ｐ２ｂとを計測し、計測結果を圧力差ＰＶ２ｂとして制御装置６０に出力する。
【００６８】
制御装置６０は、複数の系列の１つを差圧制御系に設定し、残りの系列を流量制御系に設定する。制御装置６０は、差圧制御系に対して、差圧演算器７０から受ける圧力差ΔＰと圧力目標値ＳＶＤＰとの比較に基づいて、スクリュー３３の回転数を制御する制御信号ＭＶ１を生成する差圧制御を実行する。圧力目標値ＳＶＤＰは、焼却炉２０２から流路１１に排ガス等を逆流させないための最小限の圧力差であり、圧力目標値の一例である。圧力目標値ＳＶＤＰは、通常運転時における焼却炉２０２および流路１１の各々の圧力変動等を考慮して決められる。なお、流路１１の圧力が小さいほど、ケーキの流路１１への圧送時に一軸偏芯ポンプ２０に掛かる負荷が小さくなるため、圧力差ΔＰは小さい方が好ましい。また、制御装置６０は、差圧制御系に対して、圧力差ΔＰと、圧力目標値ＳＶＤＰより小さい下限値ＬＭＴとの比較に基づいて、遮断機構５０の遮断弁５２を遮断する制御信号ＭＶ２（ＭＶ２ａまたはＭＶ２ｂ）を生成する。
【００６９】
さらに、制御装置６０は、流量制御系に対して、流量計４０からの流量ＰＶ１と分岐比率ＳＶＢＲとに基づいて、スクリュー３３の回転数を制御する制御信号ＭＶ１を生成する流量制御を実行する。圧力目標値ＳＶＤＰ、分岐比率ＳＶＢＲおよび下限値ＬＭＴは、制御装置６０の外部から供給されているが、制御装置６０に内蔵されるフラッシュメモリ等の記憶部に予め記憶されてもよい。制御装置６０によるスクリューコンベヤ３０および遮断弁５２の制御の例は、図６から図９で説明する。
【００７０】
なお、図５では、供給システム１０２が２つの系列を有する例を示すが、供給システム１０２は、３以上の系列を有してもよい。この場合、系列毎に、流路１１、スクリューコンベヤ３０、流量計４０、遮断機構５０、圧力計６１、６２および差圧演算器７０が設けられる。
【００７１】
図６は、図５に示す供給システム１０２の動作の一例を示す。すなわち、図６は、供給システム１００の制御方法の一例を示す。図６に示す動作は、制御装置６０が制御プログラムを実行することにより実現される。図６に示す処理は、ＰＩＤ制御またはファジー制御等のフィードバック制御の手法が用いられてもよく、フィードフォワード制御またはロジック制御の手法が用いられてもよい。
【００７２】
まず、ステップＳ３０において、制御装置６０は、複数の系列の１つを差圧制御系に設定し、残りの系列を流量制御系に設定する。次に、ステップＳ３２において、制御装置６０は、圧力差ΔＰが下限値ＬＭＴより小さいか否かを系列毎に判定する。制御装置６０は、圧力差ΔＰが下限値ＬＭＴより小さい系列が１つでもある場合、処理をステップＳ３４に移行する。ステップＳ３４において、制御装置６０は、圧力差ΔＰが下限値ＬＭＴより小さい系列の駆動機５１に、遮断弁５２を遮断するための制御信号ＭＶ２を出力する。なお、制御装置６０は、全ての系列の駆動機５１に制御信号ＭＶ２を出力してもよい。次に、ステップＳ３６において、制御信号ＭＶ２を受けた駆動機５１は、遮断弁５２を遮断する。この場合、制御装置６０は、図６に示す動作を繰り返すことなく処理を停止する。
【００７３】
すなわち、制御装置６０は、圧力差ΔＰが下限値よりも小さく、ケーキによるマテリアルシールが維持できないおそれがある系列が１つでも存在する場合、少なくともその系列の遮断弁５２を遮断する。遮断弁５２により流路１１が遮断されることで、遮断弁５２とスクリューコンベヤ３０との間の流路１１の圧力が抜けることを防止でき、焼却炉２０２中の排ガスや燃焼中のケーキが流路１１に逆流することを防止できる。なお、一軸偏芯ポンプ２０や一軸偏芯ポンプ２０の代わりに配置される圧送用ポンプのシール性の劣化を考慮しなくてよい場合、流路１１に遮断機構５０を設けなくてもよい。逆に、シール性の劣化が懸念される場合、流路１１に遮断機構５０を設けることが望ましい。
【００７４】
一方、ステップＳ３２で全ての系列の圧力差ΔＰが下限値ＬＭＴ以上の場合、ステップＳ３８において、制御装置６０は、各系列が差圧制御系であるか流量制御系であるかを判定する。選択した系列が差圧制御系の場合、制御装置６０は、ステップＳ４０において、差圧制御（図７）を実行し、処理をステップＳ４４に移行する。選択した系列が流量制御系の場合、制御装置６０は、ステップＳ４２において、流量制御（図８）を実行し、処理をステップＳ４４に移行する。
【００７５】
各系列の差圧制御または流量制御を実行した後、ステップＳ４４において、制御装置６０は、各系列の圧力差ΔＰを取得する。次に、ステップＳ４６において、制御装置６０は、圧力差ΔＰが最も小さい系列を差圧制御系に設定し、残りの系列を流量制御系に設定する。例えば、ステップＳ４０で差圧制御を実行した差圧制御系の圧力差ΔＰが、ステップＳ４２で流量制御を実行した流量制御系の少なくともいずれかの圧力差ΔＰより大きい場合、差圧制御系は流量制御系に設定され、圧力差ΔＰが最も小さい流量制御系が差圧制御系に設定される。圧力差ΔＰが最も小さい系列を差圧制御系に設定して差圧制御（図７）を実行することで、全ての系列において圧力差ΔＰが下限値ＬＭＴに近づくことを防止することができ、遮断弁５２が遮断される可能性を低くすることができる。
【００７６】
ステップＳ４６の後、処理はステップＳ３２に移行する。なお、ステップＳ３２、Ｓ３８、Ｓ４０（またはＳ４２）、Ｓ４４、Ｓ４６による処理は、所定の周期で繰り返し実行される。特に限定されないが、所定の周期は、例えば、数十ミリ秒から数百ミリ秒の間である。
【００７７】
図７は、図６に示すステップＳ４０の処理（差圧制御）の一例を示す。図７に示すフローチャートにおいて、ステップＳ４００は、差圧演算器７０の動作を示し、ステップＳ４０２、Ｓ４０４、Ｓ４０６、Ｓ４１０、Ｓ４１２は、制御装置６０の動作を示す。ステップＳ４０８、Ｓ４１４は、スクリューコンベヤ３０の動作を示す。
【００７８】
まず、ステップＳ４００において、差圧演算器７０は、圧力計６１から出力される圧力値Ｐ１と、圧力計６２から出力される圧力値Ｐ２との差である圧力差ΔＰを演算する。差圧演算器７０は、演算により得た圧力差ΔＰを制御装置６０に出力してもよく、内蔵するレジスタ等の記憶部に保持してもよい。なお、圧力差ΔＰの演算は、差圧制御系の差圧演算器７０のみで実行されてもよく、全ての系列の差圧演算器７０で実行されてもよい。
【００７９】
次に、ステップＳ４０２において、制御装置６０は、差圧制御系の差圧演算器７０から圧力差ΔＰを取得する。次に、ステップＳ４０４において、制御装置６０は、圧力差ΔＰが圧力目標値ＳＶＤＰより小さいか否かを判定する。圧力差ΔＰが圧力目標値ＳＶＤＰより小さい場合、ステップＳ４０６において、制御装置６０は、差圧制御系の駆動機３１にスクリュー３３の回転数を所定数だけ下げるための制御信号ＭＶ１を出力する。次に、ステップＳ４０８において、差圧制御系の駆動機３１は、制御信号ＭＶ１に基づいてスクリュー３３の回転数を下げ、図７に示す処理を終了する。
【００８０】
圧力差ΔＰが圧力目標値ＳＶＤＰより小さい場合にスクリュー３３の回転数を下げることで、スクリュー３３が配置される流路１２内のケーキにより形成されるマテリアルシールのシール性（抵抗）が高くなる。これにより、流路１１の圧力は上昇して圧力差ΔＰは大きくなるため、焼却炉２０２内で発生する排ガス等の高温、高圧の物質が流路１１側に噴出する可能性を下げることができる。また、伸縮継手１５等の熱に弱い部品が噴出した排ガス等により焼損または劣化することを防止できる。
【００８１】
なお、図７に示す処理では、回転数の最小値は、例えばゼロに設定されるが、図４で説明したように、回転数の最小値をゼロより小さく設定し、スクリュー３３を逆回転させてもよい。スクリュー３３が逆回転した場合に、ケーキが流路１１側に移動するか焼却炉２０２側に移動するかは、流路１１の圧力に依存する。なお、回転数がゼロまたは予め設定された最小値になった場合、制御装置６０は、回転数が制御可能な範囲を下回ったことを示す警報を制御装置６０に接続される表示装置等に出力してもよい。
【００８２】
一方、ステップＳ４０４で圧力差ΔＰが圧力目標値ＳＶＤＰ以上であると判定された場合、ステップＳ４１０において、制御装置６０は、圧力差ΔＰが圧力目標値ＳＶＤＰより大きいか否かを判定する。圧力差ΔＰが圧力目標値ＳＶＤＰより大きい場合、ステップＳ４１２において、制御装置６０は、差圧制御系の駆動機３１にスクリュー３３の回転数を所定数だけ上げるための制御信号ＭＶ１を出力する。次に、ステップＳ４１４において、差圧制御系の駆動機３１は、制御信号ＭＶ１に基づいてスクリュー３３の回転数を上げ、図７に示す処理を終了する。
【００８３】
なお、ステップＳ４１０では、圧力差ΔＰを圧力目標値ＳＶＤＰより大きい圧力目標値（例えば、ＳＶＤＰ２）と比較してもよい。すなわち、圧力差ΔＰが圧力目標値ＳＶＤＰ、ＳＶＤＰ２の間にある場合、スクリュー３３の回転数を変更することなく維持してもよい。
【００８４】
圧力差ΔＰが圧力目標値ＳＶＤＰより大きい場合にスクリュー３３の回転数を上げることで、スクリュー３３が配置される流路１２内のケーキにより形成されるマテリアルシールのシール性（抵抗）が低くなる。これにより、流路１１の圧力は低下するため、ケーキを差圧制御系の流路１１に圧送する一軸偏芯ポンプ２０に掛かる負荷が小さくすることができる。この結果、一軸偏芯ポンプ２０の電力消費量を削減することができる。
【００８５】
なお、回転数が、予め設定された最大値、またはスクリューコンベヤ３０で設定可能な最大値になった場合、制御装置６０は、回転数が制御可能な範囲を上回ったことを示す警報を制御装置６０に接続される表示装置等に出力してもよい。
【００８６】
ステップＳ４１０で圧力差ΔＰが圧力目標値ＳＶＤＰより大きくないと判定された場合、制御装置６０は、圧力差ΔＰが圧力目標値ＳＶＤＰと等しいと判断し、図７に示す処理を終了する。この場合、スクリュー３３の回転数は、変更されることなく維持される。制御装置６０は、スクリュー３３の回転数を維持するための制御信号ＭＶ１をスクリューコンベヤ３０の駆動機３１に出力してもよい。
【００８７】
図８は、図６に示すステップＳ４２の処理（流量制御）の一例を示す。図２と同じ処理については、詳細な説明を省略する。図８に示すステップＳ１０、Ｓ１２、Ｓ１４、Ｓ１６、Ｓ１８、Ｓ２０の処理は、図２に示したステップＳ１０、Ｓ１２、Ｓ１４、Ｓ１６、Ｓ１８、Ｓ２０の処理と同じである。すなわち、各流量制御系では、ケーキの流量ＰＶ１が式（１）、（２）に示した流量目標値ＴＦＲ（ＴＦＲａまたはＴＦＲｂ）より小さい場合、スクリュー３３の回転数を上げることで、流路１１から焼却炉２００に供給されるケーキの量が増加される。また、ケーキの流量ＰＶ１が流量目標値ＴＦＲより大きい場合、スクリュー３３の回転数を下げることで、流路１１から焼却炉２００に供給されるケーキの量が減少させる。これにより、流量制御系では、第１の実施形態と同様に、ケーキの流量ＰＶ１を流量目標値ＴＦＲに近づけることができる。
【００８８】
図９は、図６に示すフローチャートの処理を実行する供給システム１０２の動作の一例を示す。図９に示す例では、供給システム１０２は、２つの系列を有し、流量が互いに等しくなるように制御を実行する。すなわち、式（１）、（２）の演算に使用される分岐比率ＳＶＢＲは、”０．５”に設定される。図９に示す時間範囲では、スクリューコンベヤ３０ａを含む系列が差圧制御系として制御され、スクリューコンベヤ３０ｂを含む系列が流量制御系として制御される。
【００８９】
制御装置６０は、各系列から取得した流量ＰＶ１ａ、ＰＶ１ｂの総和に基づいて、流量制御系の流路１１ｂを流れるケーキの流量比が５０％になるようにスクリュー３３ｂの回転数を調節する。流量制御系におけるケーキの流量ＰＶ１ｂが例えば５０％になることで、差圧制御系におけるケーキの流量ＰＶ１ａは、流量制御を実行することなく５０％になる。このように、複数の系列のうちの１つのみを差圧制御系に設定することで、供給システム１０２が３以上の系列を有する場合にも、差圧制御系におけるケーキの流量を、他の流量制御系による流量制御により所望の流量比率にすることができる。
【００９０】
また、制御装置６０は、差圧制御系である差圧演算器７０ａからの圧力差ＰＶ２ａを圧力目標値ＳＶＤＰに近づける制御を実行する。図９に示す例では、圧力差ＰＶ２ａは下限値ＬＭＴ以上に維持されるため、流路１１へのケーキの逆流や排ガスの噴出は発生せず、遮断弁５２は遮断されない。
【００９１】
以上、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。例えば、スクリュー３３の回転数の調節により、複数の流路１１から焼却炉２００の複数個所の各々に所定の比率でケーキを供給することができる。
【００９２】
さらに、この実施形態では、炉内の圧力が大気圧より高い焼却炉２０２の複数個所にケーキを供給する場合に、焼却炉２０２内の高温の物質が圧力差により流路１１に逆流することを防止しつつ、流路１１毎に設定された所定の比率でケーキを焼却炉２０２に供給することができる。また、圧力差ΔＰが最も小さい系列を差圧制御系に設定することで、全ての系列において圧力差ΔＰが下限値ＬＭＴに近づくことを防止することができ、遮断弁５２が遮断される可能性を低くすることができる。さらに、ケーキの含水率等の性状の急激な変化により、圧力差ΔＰが下限値ＬＭＴより小さくなった場合、遮断弁５２を遮断することで、焼却炉２０２内で発生する排ガス等の高温の物質が圧力差により流路１１側に逆流することを防止することができる。
【００９３】
図１０は、第３の実施形態における供給システム１０４の一例を示す。図１に示した供給システム１００と同じ要素については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００９４】
図１０に示す供給システム１０４では、流路１２ａの上流側に開口部が形成され、開口部にホッパ８０が設けられる。また、流路１１ａを形成する配管の下流側の端が開口されてホッパ８０上に配置される。流路１１ａは第１分岐路の一例である。さらに、し渣・沈砂をホッパ８０上に搬送するフライトケースコンベヤ９０等の搬送機がホッパ８０上に設けられる。例えば、し渣は、下水に含まれる繊維状の物質であり、繊維、トイレットペーパー、髪の毛、食料残渣などを含む。沈砂は、下水に含まれる砂である。スクリューコンベヤ３０ａは、ホッパ８０に堆積されたケーキとし渣・沈砂とを含む堆積物８２を混合する混合機としても機能する。なお、混合効率を上げるため、２軸タイプのスクリューコンベヤ３０ａが使用されてもよい。し渣・沈砂は、焼却炉２００で処理する固形物の一例であり、ホッパ８０は、ケーキとし渣・沈砂とを受ける容器の一例である。
【００９５】
また、供給システム１０４は、ホッパ８０の上部に配置されたレベル計８４を有する。レベル計８４は、例えば、超音波等を堆積物８２の表面に当てることで堆積物８２の高さを計測し、計測した高さを高さ値ＰＶ３ａとして制御装置６０に出力する。例えば、堆積物８２の高さは、堆積物８２の体積にほぼ比例する。すなわち、レベル計８４は、ホッパ８０に蓄積された堆積物８２の嵩を検出する検出器の一例である。なお、流路１１ａには、図１の遮断機構５０ａの代わりに調節機構５３ａが配置される。調節機構５３ａは、駆動機５４ａと、駆動機５４ａにより駆動されて、流路１１ａの開度を調節する調節弁５５ａとを有する。駆動機５４ａは、制御装置６０から受ける制御信号ＭＶ２ａに応じて調節弁５５ａの開度を調節する。
【００９６】
制御装置６０は、第１の実施形態で説明した機能に加えて、レベル計８４から受ける高さ値ＰＶ３ａと予め設定された基準のレベル（高さ）を示す目標レベル値ＳＶＬＶとに基づいて、スクリュー３３ａの回転数を調節する機能を有する。また、制御装置６０は、スクリュー３３ｂの回転数に基づいて、遮断弁５２ａの開度を調節する機能を有する。
【００９７】
図１１は、図１０に示す供給システム１０４の動作の一例を示す。すなわち、図１１は、供給システム１０４の制御方法の一例を示す。図１１に示す動作は、制御装置６０が制御プログラムを実行することにより実現される。また、図１１に示す動作は、制御装置６０により所定の周期（例えば、数十ミリ秒から数百ミリ秒の間）で繰り返し実行される。図１１に示す処理は、図２等の処理と同様に、ＰＩＤ制御またはファジー制御等のフィードバック制御の手法が用いられてもよく、フィードフォワード制御またはロジック制御の手法が用いられてもよい。なお、後述するステップＳ５６、Ｓ５８による調節弁５５ａの制御は、制御信号ＭＶ２ａの出力から開度の変更までにタイムラグが発生して開度が期待する方向と逆に変化することを防止するため、ロジック制御（逐次制御）の手法を用いることが望ましい。
【００９８】
まず、ステップＳ５０において、制御装置６０は、図８に示したステップＳ４２の処理を実行し、ホッパ８０に接続された流路１２ａに配置されたスクリューコンベヤ３０ａを除くスクリューコンベヤ３０ｂの流量制御を実行する。なお、図９での説明と同様に、ホッパ８０を含む系列を除く系列で流量制御が実行されるため、結果的にホッパ８０を含む系列の流量制御が実施されることになる。すなわち、図８に示したステップＳ４２の処理を実行することで、焼却炉２００の複数個所にケーキを所定の比率で供給することができる。なお、流路１２ａを介して焼却炉２００に供給されるケーキとし渣・沈砂との混合物と、流路１２ｂを介して焼却炉２００に供給されるケーキとを所定の比率で供給したい場合、予め、し渣・沈砂の混合比率等を考慮した分岐比率ＳＶＢＲが設定されてもよい。
【００９９】
次に、ステップＳ５２において、制御装置６０は、タイマ機能等を用いて、設定時間（例えば、１０秒）が経過したか否かを判定する。設定時間が経過していない場合、処理はステップＳ６０に移行される。設定時間が経過した場合、制御装置６０は、ステップＳ５４において、スクリュー３３ｂの回転数が予め設定された上限値（１００％）になっているか否かを判定する。なお、予め設定された上限値は、スクリュー３３ｂの最大の回転数より小さくてもよい。この場合、制御装置６０は、スクリュー３３ｂの回転数が上限値以上になっているか否かを判定する。
【０１００】
スクリュー３３ｂの回転数が上限値の場合、ステップＳ５６において、制御装置６０は、調節弁５５ａの開度を所定値だけ下げるために制御信号ＭＶ２ａを駆動機５４ａに出力し、処理をステップＳ６０に移行する。調節弁５５ａの開度を小さくすることで、流路１１ａの抵抗が上がるため、流路１１ａを流れるケーキの流量ＰＶ１ａが相対的に減少し、流路１１ｂを流れるケーキの流量ＰＶ１ｂが相対的に増加する。これにより、流路１１ｂを流れるケーキの流量ＰＶ１ｂが式（２）に示した流量目標値ＴＦＲｂより大きくため、所定の周期後に実行されるステップＳ５０において、スクリュー３３ｂの回転数が下げられる。したがって、スクリュー３３ｂの回転数を上限値より下げることができ、図８に示した流量制御を正常に実行することができる。
【０１０１】
一方、スクリュー３３ｂの回転数が上限値以上の場合、ステップＳ５８において、制御装置６０は、調節弁５５ａの開度を所定値だけ上げるために制御信号ＭＶ２ａを駆動機５４ａに出力し、処理をステップＳ６０に移行する。調節弁５５ａの開度を大きくすることで、流路１１ａの抵抗が下がるため、流路１１ａを流れるケーキの流量ＰＶ１ａが相対的に増加し、流路１１ｂを流れるケーキの流量ＰＶ１ｂが相対的に減少する。これにより、流路１１ｂを流れるケーキの流量ＰＶ１ｂが式（２）に示した流量目標値ＴＦＲｂより小さくなるため、所定の周期後に実行されるステップＳ５０において、スクリュー３３ｂの回転数が上げられる。したがって、流路１１ｂの圧力を下げることができ、一軸偏芯ポンプ２０に掛かる負荷を小さくすることができる。
【０１０２】
なお、供給システム１０４が３以上の系列を有する場合、制御装置６０は、ステップＳ５４でホッパ８０を含まない２以上の系列のスクリュー３３ｂの少なくともいずれかが上限値になっている場合、ステップＳ５６の処理を実行する。また、制御装置６０は、ステップＳ５４でホッパ８０を含まない２以上の系列の全てのスクリュー３３ｂが上限値でない場合、ステップＳ５８の処理を実行する。
【０１０３】
ステップＳ６０において、制御装置６０は、ホッパ８０に堆積された堆積物８２の高さ値ＰＶ３ａが目標レベル値ＳＶＬＶより大きいか否かを判定する。高さ値ＰＶ３ａが目標レベル値ＳＶＬＶより大きい場合、ステップＳ６２において、制御装置６０は、スクリュー３３ａの回転数を所定数だけ上げるための制御信号ＭＶ１ａを出力し、処理を終了する。スクリュー３３ａの回転数を上げることで、ホッパ８０内の堆積物８２の焼却炉２００への供給量が増加するため、堆積物８２の高さを減らすことができる。
【０１０４】
一方、ステップＳ６０で高さ値ＰＶ３ａが目標レベル値ＳＶＬＶより大きくない場合、ステップＳ６４において、制御装置６０は、高さ値ＰＶ３ａが目標レベル値ＳＶＬＶより小さいか否かを判定する。高さ値ＰＶ３ａが目標レベル値ＳＶＬＶより小さくない場合、制御装置６０は、高さ値ＰＶ３ａが目標レベル値ＳＶＬＶに等しいと判断し、処理を終了する。
【０１０５】
高さ値ＰＶ３ａが目標レベル値ＳＶＬＶより小さい場合、ステップＳ６６において、制御装置６０は、スクリュー３３ａの回転数を所定数だけ下げるための制御信号ＭＶ１ａを出力し、処理を終了する。スクリュー３３ａの回転数を下げることで、ホッパ８０内の堆積物８２の焼却炉２００への供給量が減少する。これにより、ホッパ８０内の堆積物８２を増やし、高さを目標レベル値ＳＶＬＶに近づけることができる。
【０１０６】
例えば、ホッパ８０内の堆積物８２が減り続け、流路１２ａに滞留するケーキがほとんどなくなった場合、焼却炉２００からの輻射熱によりスクリュー３３ａが熱くなるおそれがある。ステップＳ５８の処理により、堆積物８２の高さが目標レベル値ＳＶＬＶを大きく下回らないようにすることで、所定量のケーキを流路１２ａに常に滞留させることができ、輻射熱によりスクリュー３３ａが熱くなることを防止することができる。
【０１０７】
なお、図１０および図１１では、制御信号ＭＶ２ａに応じて流路１１ａの開度を調節可能な調節機構５３ａを用いて、流路１１ａを流れるケーキの流量を調節する例に付いて述べた。しかしながら、流路１１ａの開度を手動で調節可能な調節弁が使用されてもよい。この場合、制御装置６０は、ステップＳ５６の処理の代わりに、スクリュー３３ｂの回転数が上限値以上になったことを示す情報を制御装置６０に接続される表示装置等に出力する。また、制御装置６０は、ステップＳ５８の処理の代わりに、スクリュー３３ｂの回転数が上限値より小さくなったことを示す情報を表示装置等に出力する。
【０１０８】
焼却炉２００の運用を管理する管理者等は、スクリュー３３ｂの回転数が上限値以上になったことを表示装置等により認識し、調節弁の開度を手動で下げる。また、管理者等は、スクリュー３３ｂの回転数が上限値より小さくなったことを表示装置等により認識し、調節弁の開度を手動で上げる。
【０１０９】
さらに、ステップＳ５２、Ｓ５４、Ｓ５６、Ｓ５８の処理を実行する代わりに、流路１１ａの途中に、ケーキの流量を絞るオリフィス等の絞り部材を配置してもよい。流路１１に絞り部材を配置した場合、流路１１ａを流れるケーキの流量は、流路１１ｂを流れるケーキの流量よりも常に少なくなる。このため、スクリュー３３ｂの回転数が上限値（１００％）に達した場合にも、スクリュー３３ａの回転数は上限値（１００％）に達しておらず、堆積物８２の焼却炉２００への供給量をスクリュー３３ａの回転数の増減により調節することができる。
【０１１０】
以上、第３の実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。例えば、スクリュー３３の回転数の調節により、複数の流路１１から焼却炉２００の複数個所の各々に所定の比率でケーキを供給することができる。
【０１１１】
さらに、この実施形態では、複数の系列のいずれかにより焼却炉２００に供給されるケーキにし渣・沈砂が混合される場合にも、焼却炉２００の複数個所にケーキを所定の比率で供給することができる。スクリュー３３ａの回転数の調節によりホッパ８０内に堆積される堆積物８２の高さを目標レベル値ＳＶＬＶに近づけることができる。この結果、堆積物８２がホッパ８０からあふれることを防止することができ、スクリュー３３ａが配置される流路１２ａに滞留するケーキがほとんどなくなってしまう不具合を防止することができる。
【０１１２】
また、スクリュー３３ｂの回転数に基づいて、調節弁５５ａの開度を調節することで、スクリュー３３ｂの回転数が上限値に達し、流量制御ができなくなることを防止することができ、図８に示した流量制御を正常に実行することができる。
【０１１３】
なお、上述した供給システム１００、１０２、１０４は、下水汚泥のケーキ以外の処理対象物を、焼却炉２００、２０２以外の炉に供給するために使用されてもよい。例えば、供給システム１００、１０２、１０４は、バイオマスケーキを高圧の反応炉に供給するために使用されてもよく、スラリー状物質や水分を含む樹脂粉末等を乾燥炉または加熱炉等に供給するために使用されてもよい。すなわち、供給システム１００、１０２、１０４は、スラリー状物質等を含む処理対象物を、処理対象物を処理する炉に供給するために使用可能である。
【符号の説明】
【０１１４】
８…投入口；１０、１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ…流路；１５…伸縮継手；２０…一軸偏芯ポンプ（圧送装置）；３０…スクリューコンベヤ；３１…駆動機；３２…回転軸；３３…スクリュー；４０…流量計；５０…遮断機構；５１…駆動機；５２…遮断弁；５５ａ…調節弁；６０…制御装置；６１、６２…圧力計；７０…差圧演算器；８０…ホッパ；８２…堆積物；８４…レベル計；９０…フライトケースコンベヤ；１００、１０２、１０４…供給システム；２００、２０２…焼却炉；ＬＭＴ…下限値；ＭＶ１、ＭＶ２…制御信号；Ｐ１、Ｐ２…圧力；ＰＶ１…流量；ＰＶ２ａ、ＰＶ２ｂ（ΔＰ）…圧力差；ＳＶＢＲ…分岐比率；ＳＶＤＰ…圧力目標値；ＳＶＬＶ…目標レベル値；ＴＦＲ…流量目標値
【図１】
2019178004.tif 000003
【図２】
2019178004.tif 000004
【図３】
2019178004.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2019178004.tif 000008
【図７】
2019178004.tif 000009
【図８】
2019178004.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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