(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉内からガスを排出するための送風機と、前記送風機により排出されるガスの流路の開度を調節するためのダンパとを用い、
前記炉内の圧力を目標値に近付けるように、前記炉内の圧力に基づいて前記ダンパの開度を制御することと、
前記炉内の圧力が前記目標値から乖離することを助長しない条件下にて、前記ダンパの開度を目標変動範囲内に収めるように、前記ダンパの開度及び前記炉内の圧力の両方に基づいて前記送風機の出力を制御することと、を含む炉内圧力の制御方法。
【請求項２】
前記ダンパの開度及び前記炉内の圧力の両方に基づいて前記送風機の出力を制御することは、
前記ダンパの開度が前記目標変動範囲の上限値より大きく、且つ前記炉内の圧力が前記目標値より高い場合に、前記送風機の出力を上昇させることと、
前記ダンパの開度が前記目標変動範囲の上限値より大きく、且つ前記炉内の圧力が前記目標値より低い場合に、前記送風機の出力を上昇させないことと、
前記ダンパの開度が前記目標変動範囲の下限値より小さく、且つ前記炉内の圧力が前記目標値より低い場合に、前記送風機の出力を下降させることと、
前記ダンパの開度が前記目標変動範囲の下限値より小さく、且つ前記炉内の圧力が前記目標値より高い場合に、前記送風機の出力を下降させないことと、を含む、請求項１記載の炉内圧力の制御方法。
【請求項３】
前記ダンパの開度及び前記炉内の圧力の両方に基づいて前記送風機の出力を制御することは、
前記ダンパの開度が前記目標変動範囲の上限値より大きく、且つ前記炉内の圧力が、前記目標値より高い第一の圧力判定値より低い場合に、前記送風機の出力を上昇させないことと、
前記ダンパの開度が前記目標変動範囲の上限値より大きく、且つ前記炉内の圧力が前記第一の圧力判定値より高い場合に、前記送風機の出力を上昇させることと、
前記ダンパの開度が前記目標変動範囲の下限値より小さく、且つ前記炉内の圧力が、前記目標値より低い第二の圧力判定値より高い場合に、前記送風機の出力を下降させないことと、
前記ダンパの開度が前記目標変動範囲の下限値より小さく、且つ前記炉内の圧力が前記第二の圧力判定値より低い場合に、前記送風機の出力を下降させることと、を含む、請求項１記載の炉内圧力の制御方法。
【請求項４】
前記ダンパは、傾動により流路の開度を変更する板状の弁部材を有し、
前記目標変動範囲の上限値に対応する前記弁部材の傾斜角は、前記流路に対し垂直な面を基準にして８０〜９０°であり、前記目標変動範囲の下限値に対応する前記弁部材の傾斜角は、前記流路に対し垂直な面を基準にして６０〜７０°である、請求項１〜３のいずれか一項記載の炉内圧力の制御方法。
【請求項５】
炉内からガスを排出するための送風機と、
前記送風機により排出されるガスの流路の開度を調節するためのダンパと、
前記炉内の圧力を目標値に近付けるように、前記炉内の圧力に基づいて前記ダンパの開度を制御することと、前記炉内の圧力が前記目標値から乖離することを助長しない条件下にて、前記ダンパの開度を目標変動範囲内に収めるように、前記ダンパの開度及び前記炉内の圧力の両方に基づいて前記送風機の出力を制御することと、を実行するように構成されたコントローラと、を備える炉内圧力の調整装置。
【請求項６】
廃棄物処理炉と、
前記廃棄物処理炉内からガスを排出するための送風機と、
前記送風機により排出されるガスの流路の開度を調節するためのダンパと、
前記炉内の圧力を目標値に近付けるように、前記炉内の圧力に基づいて前記ダンパの開度を制御することと、前記炉内の圧力が前記目標値から乖離することを助長しない条件下にて、前記ダンパの開度を目標変動範囲内に収めるように、前記ダンパの開度及び前記炉内の圧力の両方に基づいて前記送風機の出力を制御することと、を実行するように構成されたコントローラと、を備える廃棄物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、炉内圧力の制御方法、炉内圧力の調整装置、及び廃棄物処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物のガス化溶融炉又は焼却炉等のように、内部でガスを発生する炉においては、発生するガス量と排出するガス量とのバランスを保ち、炉内の圧力を安定化することが求められる場合がある。特許文献１には、開度調整可能な弁を備えたダンパ及び誘因通風機を用いて炉内の圧力を制御する方法が開示されている。この制御方法は、炉内の圧力が一定になるようにダンパの弁開度を制御することと、ダンパの弁開度を適正制御範囲内に戻すように誘因通風機の回転数を変化させることとを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１３２２６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した制御方法によれば、ダンパと誘因通風機（送風機）との協調により、炉内圧力の安定性を向上させることができる。本開示は、炉内圧力の安定性を更に向上させることができる制御方法、調整装置及び廃棄物処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示に係る炉内圧力の制御方法は、炉内からガスを排出するための送風機と、送風機により排出されるガスの流路の開度を調節するためのダンパとを用い、炉内の圧力を目標値に近付けるように、炉内の圧力に基づいてダンパの開度を制御することと、炉内の圧力が目標値から乖離することを助長しない条件下にて、ダンパの開度を目標変動範囲内に収めるように、ダンパの開度及び炉内の圧力の両方に基づいて送風機の出力を制御することと、を含む。
【０００６】
この制御方法によれば、炉内の圧力が目標値から遠ざかった場合には、炉内の圧力を目標値に近付けるようにダンパの開度が制御される。ダンパの開度が上記目標変動範囲外となった場合には、ダンパの開度を当該目標変動範囲内に収めるように送風機の出力が制御される。ダンパの開度が当該目標変動範囲内に保たれることによって、ダンパによる炉内の圧力の制御性を継続的に維持できる。ここで、ダンパの開度のみに基づいて送風機の出力を制御すると、送風機の出力の変動に起因して炉内の圧力が過剰に変動し、これに応じてダンパの開度が更に変動するという現象が生じる可能性がある。このような現象が生じると、ダンパの開度の変更と、送風機の出力の変更とが繰り返され、この繰り返しによって炉内の圧力が発振してしまう可能性もある。これに対し、ダンパの開度と炉内の圧力の両方に基づいて送風機の出力を制御することによって、送風機の出力の変化に起因する炉内の圧力の変動が抑制されるので、上述した炉内の圧力の発振が抑制される。従って、炉内の圧力の安定性を更に向上させることができる。
【０００７】
なお、ダンパの開度と炉内の圧力の両方に基づいて送風機の出力を制御することによって、送風機の出力の無駄な変動（例えば炉内の圧力を目標値から遠ざける変動）が削減される。また、送風機の出力の無駄な変動が削減されるのに伴い炉内の圧力の発振が抑制されることによって、ダンパの開度の無駄な変動も削減される。ダンパの開度の無駄な変動が削減されることによって、送風機の出力の変動が更に削減される。従って、ダンパの無駄な開閉及び送風機の無駄な加減速が削減される。このことは、炉内の圧力の調整に伴う消費エネルギーの削減にも寄与する。
【０００８】
これらの効果に加え、ダンパの開度の目標変動範囲全体（上限値及び下限値の両方）を比較的大きく設定して圧力損失を削減し、送風機の消費エネルギーを更に削減し得ることも期待される。一般に、ダンパの開度が大きくなると、ダンパの開度の変化に対する圧力損失の変化（すなわちガスの排出量の変化）が小さくなる傾向がある。このため、送風機の出力の変化に起因して炉内の圧力が目標値から離れた場合に、これに対応したダンパの開度の制御が遅れ易くなる。ダンパの開度の制御が遅れると、炉内の圧力が発振し易くなる。ダンパの開度と炉内の圧力の両方に基づいて送風機の出力を制御することによって、送風機の出力の変化に起因する炉内の圧力の変動自体が抑制されるので、ダンパの制御の遅れに起因する炉内の圧力の発振は生じ難くなる。従って、炉内の圧力の安定性を損なうことなく、ダンパの開度の目標変動範囲全体を比較的大きく設定することが可能となる。
【０００９】
ダンパの開度及び炉内の圧力の両方に基づいて送風機の出力を制御することは、ダンパの開度が目標変動範囲の上限値より大きく、且つ炉内の圧力が目標値より高い場合に、送風機の出力を上昇させることと、ダンパの開度が目標変動範囲の上限値より大きく、且つ炉内の圧力が目標値より低い場合に、送風機の出力を上昇させないことと、ダンパの開度が目標変動範囲の下限値より小さく、且つ炉内の圧力が目標値より低い場合に、送風機の出力を下降させることと、ダンパの開度が目標変動範囲の下限値より小さく、且つ炉内の圧力が目標値より高い場合に、送風機の出力を下降させないことと、を含んでもよい。
【００１０】
この場合、ダンパの開度が目標変動範囲の上限値より大きく、且つ炉内の圧力が目標値より高い場合に、送風機の出力を上昇させることにより、炉内の圧力が目標値側に戻され、これに応じてダンパの開度も目標変動範囲の上限値の下側に戻される。ダンパの開度が目標変動範囲の上限値より大きく、且つ炉内の圧力が目標値より低い場合には、送風機の出力を上昇させないことにより、炉内の圧力の更なる下降が抑制される。ダンパの開度が目標変動範囲の下限値より小さく、且つ炉内の圧力が目標値より低い場合に、送風機の出力を下降させることにより、炉内の圧力が目標値側に戻され、これに応じてダンパの開度も目標変動範囲の下限値の上側に戻される。ダンパの開度が目標変動範囲の下限値より小さく、且つ炉内の圧力が目標値より高い場合に、送風機の出力を下降させないことにより、炉内の圧力の更なる上昇が抑制される。従って、比較演算による単純な制御方式によって、炉内の圧力の変動を抑制しつつ、ダンパの開度を予め設定された目標変動範囲内に収めることができる。
【００１１】
ダンパの開度及び炉内の圧力の両方に基づいて送風機の出力を制御することは、ダンパの開度が目標変動範囲の上限値より大きく、且つ炉内の圧力が、目標値より高い第一の圧力判定値より低い場合に、送風機の出力を上昇させないことと、ダンパの開度が目標変動範囲の下限値より小さく、且つ炉内の圧力が、目標値より低い第二の圧力判定値より高い場合に、送風機の出力を上昇させないことと、を更に含んでもよい。
【００１２】
この場合、目標値から遠ざかっていた炉内の圧力が、送風機の出力の一方側（上昇側又は下降側）への変化に応じて目標値側に戻る際に、炉内の圧力が目標値に到達するのに先立って、送風機の出力の当該一方側への変化が止められる。これにより、目標値側に戻る炉内の圧力のオーバーシュートが抑えられる。従って、炉内の圧力の発振をより確実に抑制できる。
【００１３】
ダンパは、傾動により流路の開度を変更する板状の弁部材を有し、目標変動範囲の上限値に対応する弁部材の傾斜角は、流路に対し垂直な面を基準にして８０〜９０°であり、目標変動範囲の下限値に対応する弁部材の傾斜角は、流路に対し垂直な面を基準にして６０〜７０°であってもよい。
【００１４】
この場合、目標変動範囲に対応する弁部材の傾斜角の範囲が、流路に対し垂直な面を基準にして６０°以上に設定される。このため、当該傾斜角の範囲が６０°以下に設定されるのに比べてダンパにおける圧力損失が削減される。一方、上述のように、ダンパの開度が大きくなると、ダンパの開度の変化に対する圧力損失の変化（すなわちガスの排出量の変化）が小さくなる傾向がある。このため、送風機の出力の変化に起因して炉内の圧力が目標値から離れた場合に、これに対応したダンパの開度の制御が遅れ易くなる。ダンパの開度の制御が遅れると、炉内の圧力が発振し易くなる。これに対し、ダンパの開度と炉内の圧力の両方に基づいて送風機の出力を制御することによって、送風機の出力の変化に起因する炉内の圧力の変動自体が抑制されるので、ダンパの制御の遅れに起因する炉内の圧力の発振は生じ難くなる。従って、炉内の圧力の安定性を損なうことなくダンパにおける圧力損失を削減し、送風機の消費エネルギーを削減することができる。
【００１５】
本開示に係る炉内圧力の調整装置は、炉内からガスを排出するための送風機と、送風機により排出されるガスの流路の開度を調節するためのダンパと、炉内の圧力を目標値に近付けるように、炉内の圧力に基づいてダンパの開度を制御することと、炉内の圧力が目標値から乖離することを助長しない条件下にて、ダンパの開度を目標変動範囲内に収めるように、ダンパの開度及び炉内の圧力の両方に基づいて送風機の出力を制御することと、を実行するように構成されたコントローラと、を備える。
【００１６】
本開示に係る廃棄物処理装置は、廃棄物処理炉と、廃棄物処理炉内からガスを排出するための送風機と、送風機により排出されるガスの流路の開度を調節するためのダンパと、炉内の圧力を目標値に近付けるように、炉内の圧力に基づいてダンパの開度を制御することと、炉内の圧力が目標値から乖離することを助長しない条件下にて、ダンパの開度を目標変動範囲内に収めるように、ダンパの開度及び炉内の圧力の両方に基づいて送風機の出力を制御することと、を実行するように構成されたコントローラと、を備える。
【００１７】
廃棄物処理装置に装入される廃棄物の性質（大きさ、含有成分等）及び量によって、廃棄物処理炉内におけるガスの発生量は大きく変動する。このため、上記制御方法を廃棄物処理装置に適用する場合、炉内の圧力の安定性を向上させる効果がより有益である。
【発明の効果】
【００１８】
本開示によれば、炉内圧力の安定性を更に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】廃棄物処理装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】ダンパの構造を示す模式図である。
【図３】コントローラのハードウェア構成図である。
【図４】ダンパの開度の制御手順を示すフローチャートである。
【図５】送風機の出力の制御手順を示すフローチャートである。
【図６】送風機の出力上昇処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】送風機の出力下降処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】炉内の圧力、ダンパの開度及び送風機の出力の推移を示すグラフである。
【図９】炉内の圧力、ダンパの開度及び送風機の出力の推移を示すグラフである。
【図１０】ダンパの開度と圧力損失との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本実施形態は、炉内圧力の調整装置を廃棄物処理装置に適用したものである。以下、図面を参照しつつ、廃棄物処理装置、及び当該装置にて実行される炉内圧力の制御方法について詳細に説明する。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。
【００２１】
１．廃棄物処理装置
本実施形態に係る廃棄物処理装置１は、一般廃棄物又は産業廃棄物等の廃棄物を加熱により減容化するための装置である。図１に示すように、廃棄物処理装置１は、廃棄物処理炉１０と、調整装置２０と、コントローラ１００を有する。
【００２２】
（１）廃棄物処理炉
廃棄物処理炉１０は、加熱により廃棄物を減容化するための炉である。廃棄物処理炉１０の具体例としては、焼却炉又はガス化溶融炉等が挙げられる。焼却炉は、加熱により廃棄物を燃焼させて減容化する。ガス化溶融炉は、還元雰囲気下で廃棄物中の可燃物を熱分解してガス化し、灰分・不燃物等を溶融する。
【００２３】
以下、廃棄物処理炉１０がガス化溶融炉である場合の構成を例示する。廃棄物処理炉１０は、炉本体１１と、装入口１２と、出湯口１３と、ガス排出口１４と、複数の羽口１５と、圧力センサ１６とを有する。
【００２４】
炉本体１１は、鉛直方向に延びた形状を有し、廃棄物の収容空間をなす。装入口１２は、炉本体１１の上部に形成されている。出湯口１３は、炉本体１１の下部に形成されている。ガス排出口１４は、炉本体１１の上部において装入口１２の周囲に形成されており、ダクト５１を介して煙突５２に接続されている。ダクト５１は、その内部に流路Ｒ１を構成する。複数の羽口１５は、炉本体１１の側壁の下部に設けられている。
【００２５】
圧力センサ１６は、例えば炉本体１１内の頂部に設けられている。炉本体１１内の頂部とは、装入口１２の近傍部分である。装入口１２の近傍部分とは、例えば、炉本体１１内に廃棄物が最大限度まで装入された状態において、廃棄物よりも上に位置する部分である。廃棄物処理炉１０は、炉本体１１内において上下方向に並ぶ複数の圧力センサ１６を有してもよい。
【００２６】
このように構成された廃棄物処理炉１０は、次のように動作する。まず、炉本体１１の底部には、赤熱した炭素系可燃物質（例えばコークス）の層が形成される。この状態で、装入口１２は、廃棄物及び炭素系可燃物質等の混合物を炉本体１１内に受け入れる。装入口１２から炉本体１１内に装入された廃棄物及び炭素系可燃物資は、コークスベッドの上に堆積する。
【００２７】
この状態で、羽口１５には酸素含有ガスが吹き込まれる。羽口１５に吹き込まれた酸素含有ガスにより、炉本体１１の底部においてコークスベッドが維持され、コークスベッドにおいて発生した高温のガスが炉本体１１内を上昇する。以下、炉本体１１内を上昇するガスを総称して「炉内ガス」という。炉本体１１内の廃棄物は、炉内ガスの上昇流に対向しながら下降する。この過程において、炉内ガスと廃棄物との間で熱交換が行われ、廃棄物の乾燥及び廃棄物の熱分解が促進される。熱分解により、廃棄物の可燃性分はガス化され、炉内ガスの一部となって炉本体１１内を上昇する。
【００２８】
炉本体１１内の上部に到達した炉内ガスは、ガス排出口１４から排出される。熱分解においてガス化されなかった残留成分は、炉本体１１内を更に下降する。この残留成分は、熱分解残渣（炭化物）、灰分及び不燃物等を含む。熱分解残渣（炭化物）は、コークスベッドの上に炭化物粒子層（所謂チャー層）を形成する。灰分及び不燃物は、コークスベッドにおいて溶融され、炉本体１１内の底部に溜まる。炉本体１１内の底部に溜まった溶融物は、出湯口１３から間欠的に取り出され、スラグ及びメタル等として回収される。
【００２９】
（２）炉内ガスの調整装置
調整装置２０は、廃棄物処理炉１０内（炉本体１１内）の圧力を調整する装置である。廃棄物処理炉１０内の圧力を調整することは、例えば、廃棄物処理炉１０内の圧力を予め設定された目標値の近傍に保つことを含む。調整装置２０は、送風機３０とダンパ４０とを有する。
【００３０】
送風機３０は、廃棄物処理炉１０内からガスを排出する。例えば送風機３０は、ダクト５１に設けられており、廃棄物処理炉１０側から煙突５２側に向かう気流をダクト５１内に発生させる。これにより、廃棄物処理炉１０内のガスがガス排出口１４から流出し、送風機３０を経て煙突５２から排出される。すなわち送風機３０は、廃棄物処理炉１０内からガスを吸い出す誘因通風機として機能する。送風機３０の具体例としては、羽根の回転により気流を生じるファン又はブロワ等が挙げられる。
【００３１】
ダンパ４０は、送風機３０により排出されるガスの流路（例えばダクト５１内の流路Ｒ１）の開度を調節する。開度とは、流路の断面のうち、開放されている領域（流体が通過可能な領域）の大きさを意味する。すなわち、開度が大きくなるとは、流路の断面のうち開放されている領域が大きくなることを意味し、開度が小さくなるとは、流路の断面のうち開放されている領域が小さくなることを意味する。
【００３２】
図２に示すように、ダンパ４０は、例えばバタフライ弁であり、弁部材４１とアクチュエータ４２と開度センサ４３とを有する。弁部材４１は、傾動により流路Ｒ１の開度を変更する。例えば弁部材４１は、流路Ｒ１の中心軸線ＣＬ１に交差（例えば直交）する軸線Ａｘ１まわりに回転可能である。直交とは、実質的な直交を意味し、理想上の直交に対する誤差範囲を含む。中心軸線ＣＬ１に直交する面ＢＳを基準にして、弁部材４１の傾斜角がゼロである場合には、流路Ｒ１の開度が最も小さくなる。一方、面ＢＳを基準にして弁部材４１の傾斜角が９０°である場合には、流路Ｒ１の開度が最も大きくなる。
【００３３】
アクチュエータ４２は、外部からの指令入力に基づいて弁部材４１を駆動し、面ＢＳに対する弁部材４１の傾斜角度を調節する。アクチュエータ４２としては、電動モータ又は油圧シリンダ等を動力源とするものが挙げられる。
【００３４】
開度センサ４３は、ダンパ４０の開度に関する情報を検出し、出力する。例えば開度センサ４３は、ロータリーエンコーダ又はポテンショメータ等の角度センサであり、面ＢＳに対する弁部材４１の傾斜角度を検出する。開度センサ４３による検出値は、アクチュエータ４２による弁部材４１の傾斜角度の調節等に利用される。
【００３５】
（３）コントローラ
コントローラ１００は、廃棄物処理炉１０内の圧力（以下、「炉内圧力」という。）を所定の目標値に近付けるように、炉内圧力に基づいてダンパ４０の開度（流路Ｒ１の開度）を制御することと、炉内圧力が上記目標値から乖離することを助長しない条件下にて、ダンパ４０の開度を所定の目標変動範囲内に収めるように、ダンパ４０の開度及び炉内圧力の両方に基づいて送風機３０の出力を制御することと、を実行するように構成されている。
【００３６】
例えば図１に示すように、コントローラ１００は、機能的なモジュールとして、ダンパ制御部１１１と、送風機制御部１１２とを有する。ダンパ制御部１１１は、炉内圧力に関する情報（例えば炉内圧力の検出値）を圧力センサ１６から取得し、炉内圧力を目標値に近付けるための駆動指令をダンパ４０に出力する。送風機制御部１１２は、炉内圧力に関する情報を圧力センサ１６から取得し、ダンパ４０の開度に関する情報（例えば、ダンパ４０に対して出力された駆動指令）をダンパ制御部１１１から取得し、炉内圧力が上記目標値から乖離することを助長しない条件下にて、ダンパ４０の開度を所定の目標変動範囲内に収めるための駆動指令を送風機３０に出力する。なお、送風機制御部１１２は、ダンパ４０の開度に関する情報をダンパ４０から直接取得してもよい。
【００３７】
図３に示すように、コントローラ１００は、一つ又は複数のプロセッサ１２１と、メモリ１２２と、ストレージ１２３と、入出力ポート１２４と、インバータ１２５とを有する回路１２０により構成される。
【００３８】
入出力ポート１２４は、圧力センサ１６と、アクチュエータ４２と、開度センサ４３との間で電気信号の入出力を行う。また、入出力ポート１２４は、インバータ１２５との間でも電気信号の入出力を行う。インバータ１２５は、入出力ポート１２４から受信した指令信号に従って、送風機３０に駆動電力を出力する。
【００３９】
ストレージ１２３は、送風機３０及びダンパ４０に対する制御内容を規定したプログラムを記録している。ストレージ１２３は、コンピュータで読み取り可能であればどのようなものであってもよい。具体例として、ハードディスク、不揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク及び光ディスク等が挙げられる。メモリ１２２は、ストレージ１２３からロードしたプログラム及びプロセッサ１２１の演算結果等を一時的に記憶する。プロセッサ１２１は、メモリ１２２と協働してプログラムを実行することで、上述した各機能モジュールを構成する。
【００４０】
なお、コントローラ１００のハードウェア構成は、必ずしもプログラムにより各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の各機能モジュールは、専用の論理回路又はこれを集積したＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）により構成されていてもよい。
【００４１】
２．炉内圧力の制御方法
以下、炉内圧力の制御方法の一例として、コントローラ１００により実行される制御手順を説明する。
【００４２】
（１）ダンパ制御
上述したように、コントローラ１００は、炉内圧力を所定の目標値に近付けるように、炉内圧力に基づいてダンパ４０の開度を制御すること（以下、「第一制御」という。）を実行する。上記所定の目標値は、廃棄物処理炉１０内のガス流の安定化等の観点から予め設定される。以下、第一制御の具体的な手順を例示する。
【００４３】
図４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、ダンパ制御部１１１が、炉内圧力を示す情報として、圧力の検出値を圧力センサ１６から取得する。なお、廃棄物処理炉１０が複数の圧力センサ１６を有している場合、ダンパ制御部１１１は、複数の圧力センサ１６による複数の検出値をそれぞれ取得し、炉内圧力を示す情報として、複数の検出値の平均値を算出してもよい。
【００４４】
次に、コントローラ１００はステップＳ０２，Ｓ０３を実行する。ステップＳ０２では、ダンパ制御部１１１が、ダンパ４０に対する開度の指令値を算出する。例えばダンパ制御部１１１は、炉内圧力の目標値と実測値（ステップＳ０１にて取得した値）との偏差に比例した変化量を算出し、当該変化量を現在の開度に加算した値を開度の指令値として算出する。なお、ダンパ制御部１１１は、ステップＳ０２の実行前にダンパ４０に出力した最新の指令値を「現在の開度」として用いてもよいし、「現在の開度」をダンパ４０の開度センサ４３から取得してもよい。ステップＳ０３では、ダンパ制御部１１１が、開度の指令値をダンパ４０に出力する。
【００４５】
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、ダンパ制御部１１１が、所定の制御周期（以下、「第一制御周期」という。）の経過を待機する。第一制御周期は、コントローラ１００の演算能力等に応じて適宜設定される。
【００４６】
次に、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、コントローラ１００に対して停止指令が入力されているか否かをダンパ制御部１１１が確認する。コントローラ１００に対する停止指令は、オペレータにより入力されるものであってもよいし、上位のコントローラから入力されるものであってもよい。
【００４７】
停止指令の入力がある場合、コントローラ１００は第一制御を終了する。停止指令の入力がない場合、コントローラ１００は処理をステップＳ０１に戻す。これにより、コントローラ１００に対して停止指令が入力されない限り、炉内圧力に関する情報の取得と、上記偏差に比例した開度の指令値の出力とが第一制御周期で繰り返される。すなわちコントローラ１００は、炉内圧力を制御対象とした比例制御（Ｐ制御）にて、ダンパ４０を制御するように構成されている。
【００４８】
ステップＳ０２において、ダンパ制御部１１１は、炉内圧力の目標値と実測値との偏差に比例した値と、当該偏差の積分値とに比例した値とを合算して変化量を算出し、当該変化量を現在の開度に加算した値を開度の指令値として算出してもよい。すなわち、コントローラ１００は、炉内圧力を制御対象とした比例・積分制御（ＰＩ制御）にて、ダンパ４０を制御するように構成されていてもよい。偏差の積分値は、例えば、偏差が算出される度に、当該偏差に第一制御周期を乗じた値を積算することで算出可能である。
【００４９】
ダンパ制御部１１１は、炉内圧力の目標値と実測値との偏差に比例した値と、当該偏差の積分値に比例した値と、当該偏差の微分値に比例した値とを合算して変化量を算出し、当該変化量を現在の開度に加算した値を開度の指令値として算出してもよい。すなわち、コントローラ１００は、炉内圧力を制御対象とした比例・積分・微分制御（ＰＩＤ制御）にて、ダンパ４０を制御するように構成されていてもよい。偏差の微分値は、例えば、偏差が算出される度に、当該偏差と一周期前に算出された偏差との差分を算出し、当該差分を第一制御周期で除することで算出可能である。
【００５０】
（２）送風機制御
上述したように、コントローラ１００は、炉内圧力が目標値から乖離することを助長しない条件下にて、ダンパ４０の開度を目標変動範囲内に収めるように、ダンパ４０の開度及び炉内圧力の両方に基づいて送風機３０の出力を制御すること（以下、「第二制御」という。）を実行する。
【００５１】
炉内圧力が目標値から乖離することを助長しない条件とは、例えば、炉内圧力が目標値を基準にして一方側（上側又は下側）に乖離した状態にて、当該一方側への乖離を助長する方向には送風機３０の出力を変動させないことを意味する。すなわち、炉内圧力が目標値から乖離することを助長しない条件とは、例えば以下二つの条件である。
条件１）  炉内圧力が目標値を上回っている状態においては、送風機３０の出力を下降させない。
条件２）  炉内圧力が目標値を下回っている状態においては、送風機３０の出力を上昇させない。
【００５２】
一例として、第二制御は、ダンパ４０の開度が目標変動範囲の上限値より大きく、且つ炉内の圧力が目標値より高い場合に、送風機３０の出力を上昇させることと、ダンパ４０の開度が目標変動範囲の上限値より大きく、且つ炉内の圧力が目標値より低い場合に、送風機３０の出力を上昇させないことと、ダンパ４０の開度が目標変動範囲の下限値より小さく、且つ炉内の圧力が目標値より低い場合に、送風機３０の出力を下降させることと、ダンパ４０の開度が目標変動範囲の下限値より小さく、且つ炉内の圧力が目標値より高い場合に、送風機３０の出力を下降させないことと、を含んでもよい。
【００５３】
「送風機３０の出力」とは、気流を発生させるために送風機３０が気体に与えるエネルギーを意味する。送風機３０がファン又はブロワである場合、送風機３０の羽根の回転数を上昇又は下降させることが、送風機３０の出力を上昇又は下降させることに相当する。
【００５４】
送風機３０の出力を上昇させないことは、送風機３０の出力を一定に保つこと及び送風機３０の出力を下降させることを含む。送風機３０の出力を下降させないことは、送風機３０の出力を一定に保つこと及び送風機３０の出力を上昇させることを含む。
【００５５】
第二制御は、ダンパ４０の開度が目標変動範囲の上限値より大きく、且つ炉内の圧力が、目標値より高い第一の圧力判定値より低い場合に、送風機３０の出力を上昇させないことと、ダンパ４０の開度が目標変動範囲の下限値より小さく、且つ炉内の圧力が、目標値より低い第二の圧力判定値より高い場合に、送風機３０の出力を上昇させないことと、を更に含んでもよい。
【００５６】
コントローラ１００は、第二制御を第一制御と並行して実行する。並行して実行するとは、第一制御の開始から終了までの期間と、第二制御の開始から終了までの期間とが重複していることを意味する。
【００５７】
以下、第二制御の具体的な手順を例示する。図５に示すように、コントローラ１００は、まずステップＳ１１を実行する。ステップＳ１１では、ダンパ４０の開度が目標変動範囲の上限値以下であるか否かを送風機制御部１１２が確認する。例えば送風機制御部１１２は、ダンパ４０の開度に関する情報として、ダンパ４０に出力された最新の駆動指令値をダンパ制御部１１１から取得し、当該駆動指令値が上限値以下であるか否かを確認する。送風機制御部１１２は、ダンパ４０の開度に関する情報として、開度センサ４３による検出値をダンパ４０から取得してもよい。
【００５８】
ダンパ４０が上述の弁部材４１を有する場合に、目標変動範囲に対応する弁部材４１の傾斜角（上記面ＢＳを基準にした傾斜角）は、例えば６０〜９０°であり、７０〜８０°であってもよい。すなわち、目標変動範囲の上限値に対応する弁部材４１の傾斜角は、例えば面ＢＳを基準にして８０〜９０°であり、目標変動範囲の下限値に対応する弁部材４１の傾斜角は、例えば面ＢＳを基準にして６０〜７０°である。なお、目標変動範囲の上限値に対応する弁部材４１の傾斜角とは、ダンパ４０の開度が目標変動範囲の上限値となる際の弁部材４１の傾斜角である。目標変動範囲の下限値に対応する弁部材４１の傾斜角とは、ダンパ４０の開度が目標変動範囲の下限値となる際の弁部材４１の傾斜角である。
【００５９】
ステップＳ１１において、ダンパ４０の開度が目標変動範囲の上限値以下であると判定された場合、コントローラ１００はステップＳ１４を実行する。ステップＳ１４では、ダンパ４０の開度が目標変動範囲の下限値以上であるか否かを送風機制御部１１２が確認する。ステップＳ１４において、ダンパ４０の開度が目標変動範囲の下限値以上であると判定された場合、コントローラ１００は処理を後述のステップＳ１７に進める。
【００６０】
ステップＳ１１において、ダンパ４０の開度が目標変動範囲の上限値より大きいと判定された場合、コントローラ１００はステップＳ１２を実行する。ステップＳ１２では、炉内圧力が上記第一の圧力判定値より低いか否かを送風機制御部１１２が確認する。例えば送風機制御部１１２は、炉内圧力を示す情報として、圧力の検出値を圧力センサ１６から取得し、当該検出値が第一の圧力判定値より低いか否かを判定する。第一の圧力判定値は、目標値以上の値に予め設定されている。なお、廃棄物処理炉１０が複数の圧力センサ１６を有している場合、送風機制御部１１２は、複数の圧力センサ１６による複数の検出値をそれぞれ取得し、炉内圧力を示す情報として、複数の検出値の平均値を算出してもよい。
【００６１】
ステップＳ１２において、炉内圧力が第一の圧力判定値以上であると判定された場合、コントローラ１００はステップＳ１３を実行する。ステップＳ１３では、送風機制御部１１２が、送風機３０の出力を上昇させる処理を実行する。送風機３０の出力が上昇すると、炉内ガスの排出が促進されるので、炉内圧力が低下する。このため、並行して実行される第一制御により、ダンパ４０の開度が下降する。これにより、目標変動範囲の上限値を上回ったダンパ４０の開度が下側に戻される。ステップＳ１３を実行した場合、コントローラ１００は、ステップＳ１４を実行することなく処理を後述のステップＳ１７に進める。
【００６２】
ステップＳ１２において、炉内圧力が第一の圧力判定値より低いと判定された場合、コントローラ１００はステップＳ１３を実行することなく処理をステップＳ１４に進める。このため、ダンパ４０の開度が目標変動範囲の上限値より大きく、且つ炉内の圧力が第一の圧力判定値より低い場合には送風機３０の出力が一定に保たれる。換言すると、炉内圧力が第一の圧力判定値より低くなった段階で、送風機３０の出力の上昇が停止する。これにより、炉内圧力が目標値を下回った状態における送風機３０の出力の上昇が防止されるので、炉内圧力の過度の低下が抑制される。
【００６３】
なお、第一の圧力判定値は目標値と同等であってもよいし、目標値より高くてもよい。第一の圧力判定値が目標値よりも高い場合には、炉内圧力が目標値に到達するのに先立って送風機３０の出力の上昇が停止する。これにより、炉内圧力の過度の低下がより確実に抑制される。ただし、第一の圧力判定値と目標値との差異が過大であると、炉内圧力の低下が不十分となり、ダンパ４０を目標変動範囲の上限値以下に戻すことが困難になる。このため、第一の圧力判定値と目標値との差異を適切に設定することが必要である。適切な差異は、事前の実験又はシミュレーション等において設定可能である。具体的な設定値としては、０〜１ｋＰａが挙げられる。
【００６４】
ステップＳ１４において、ダンパ４０の開度が目標変動範囲の下限値より小さいと判定された場合、コントローラ１００はステップＳ１５を実行する。ステップＳ１５では、炉内圧力が上記第二の圧力判定値より高いか否かを送風機制御部１１２が確認する。例えば送風機制御部１１２は、炉内圧力を示す情報として、圧力の検出値を圧力センサ１６から取得し、当該検出値が第二の圧力判定値より高いか否かを判定する。第二の圧力判定値は、目標値以下の値に予め設定されている。なお、廃棄物処理炉１０が複数の圧力センサ１６を有している場合、送風機制御部１１２は、複数の圧力センサ１６による複数の検出値をそれぞれ取得し、炉内圧力を示す情報として、複数の検出値の平均値を算出してもよい。
【００６５】
ステップＳ１５において、炉内圧力が第二の圧力判定値以下であると判定された場合、コントローラ１００はステップＳ１６を実行する。ステップＳ１６では、送風機制御部１１２が、送風機３０の出力を下降させる処理を実行する。送風機３０の出力が下降すると、炉内ガスの排出が緩和されるので、炉内圧力が上昇する。このため、並行して実行される第一制御により、ダンパ４０の開度が大きくなる。これにより、目標変動範囲の下限値を下回ったダンパ４０の開度が上側に戻される。ステップＳ１６の実行後に、コントローラ１００は処理をステップＳ１７に進める。
【００６６】
ステップＳ１５において、炉内圧力が第二の圧力判定値より高いと判定された場合、コントローラ１００はステップＳ１６を実行することなく処理をステップＳ１７に進める。このため、ダンパ４０の開度が目標変動範囲の下限値より小さく、且つ炉内の圧力が第二の圧力判定値より高い場合には送風機３０の出力が一定に保たれる。換言すると、炉内圧力が第二の圧力判定値より高くなった段階で、送風機３０の出力の下降が停止する。これにより、炉内圧力が目標値を上回った状態における送風機３０の出力の下降が防止されるので、炉内圧力の過度の上昇が抑制される。
【００６７】
なお、第二の圧力判定値は目標値と同等であってもよいし、目標値より低くてもよい。第二の圧力判定値が目標値よりも低い場合には、炉内圧力が目標値に到達するのに先立って送風機３０の出力の下降が停止する。これにより、炉内圧力の過度の上昇がより確実に抑制される。ただし、目標値と第二の圧力判定値との差異が過大であると、炉内圧力の上昇が不十分となり、ダンパ４０を目標変動範囲の下限値以上に戻すことが困難になる。このため、目標値と第二の圧力判定値との差異を適切に設定することが必要である。適切な差異は、事前の実験又はシミュレーション等において設定可能である。具体的な設定値としては、０〜１ｋＰａが挙げられる。
【００６８】
次に、コントローラ１００はステップＳ１７を実行する。ステップＳ１７では、送風機制御部１１２が、所定の制御周期（以下、「第二制御周期」という。）の経過を待機する。第二制御周期は、コントローラ１００の演算能力等に応じて適宜設定される。第二制御周期は、上記第一制御周期と同等であってもよいし、上記第一制御周期と異なっていてもよい。例えば第二制御周期は第一制御周期より長くてもよい。
【００６９】
次に、コントローラ１００はステップＳ１８を実行する。ステップＳ１８では、コントローラ１００に対して停止指令が入力されているか否かを送風機制御部１１２が確認する。コントローラ１００に対する停止指令は、オペレータにより入力されるものであってもよいし、上位のコントローラから入力されるものであってもよい。
【００７０】
停止指令の入力がある場合、コントローラ１００は第二制御を終了する。停止指令の入力がない場合、コントローラ１００は処理をステップＳ１１に戻す。これにより、コントローラ１００に対して停止指令が入力されない限り、ダンパ４０の開度に関する情報の取得と、炉内圧力に関する情報の取得と、これらの情報に応じた送風機３０の制御とが第二制御周期で繰り返される。
【００７１】
（３）送風機の出力変更手順
コントローラ１００は、ステップＳ１３，Ｓ１６において送風機３０の出力を変更する（上昇又は下降させる）条件を満たさない状態が当該条件を満たす状態に切り替わった後に、所定時間待機した後に送風機３０の出力の変更を開始するように構成されていてもよい。上述のように、送風機３０の出力を上昇させる条件は、ダンパ４０の開度が目標変動範囲の上限値より大きく、且つ炉内圧力が第一の圧力判定値以上であることである。送風機３０の出力を下降させる条件は、ダンパ４０の開度が目標変動範囲の下限値より小さく、且つ炉内圧力が第二の圧力判定値以下であることである。
【００７２】
以下、ステップＳ１３において送風機３０の出力を上昇させる手順を具体的に例示する。図６に示すように、コントローラ１００は、まずステップＳ２１を実行する。ステップＳ２１では、送風機制御部１１２が、一つ前の制御周期においても送風機３０の出力を上昇させたか否かを確認する。一つ前の制御周期における送風機３０の制御状態は、例えば前回の制御周期の処理内容をメモリ１２２に記憶させておき、その記憶内容を参照することで確認可能である。
【００７３】
一つ前の制御周期においては送風機３０の出力を上昇させていなかったと判定された場合、コントローラ１００はステップＳ２２を実行する。ステップＳ２２では、一つ前の制御周期においてもステップＳ１１，Ｓ１２における判定結果が今回の制御周期における判定結果と同じであったか否かを確認する。一つ前の制御周期におけるステップＳ１１，Ｓ１２の判定結果は、例えば前回の制御周期の処理内容をメモリ１２２に記憶させておき、その記憶内容を参照することで確認可能である。
【００７４】
一つ前の制御周期においては、ステップＳ１１，Ｓ１２における判定結果が今回の制御周期における判定結果と異なっていたと判定された場合、コントローラ１００はステップＳ２３を実行する。ステップＳ２３では、送風機制御部１１２が経過時間のカウントを開始する。ステップＳ２３を実行した場合、コントローラ１００は、送風機３０の出力を上昇させることなくステップＳ１３を終了する。
【００７５】
ステップＳ２２において、一つ前の制御周期においてもステップＳ１１，Ｓ１２における判定結果が今回の制御周期における判定結果と同じであったと判定された場合、コントローラ１００はステップＳ２４を実行する。ステップＳ２４では、予め設定された待機時間が経過したか否かを送風機制御部１１２が確認する。具体的に、送風機制御部１１２は、ステップＳ２３においてカウントを開始した経過時間が待機時間に達したか否かを確認する。待機時間は、事前の実験又はシミュレーション等により適宜設定可能である。ステップＳ２４において、待機時間が経過していないと判定された場合、コントローラ１００は、送風機３０の出力を上昇させることなくステップＳ１３を終了する。
【００７６】
ステップＳ２４において、待機時間が経過していると判定された場合、コントローラ１００は、ステップＳ２５を実行する。ステップＳ２５では、送風機制御部１１２が、送風機３０の出力を１ピッチ上昇させる。上昇のピッチは、例えば送風機３０の特性に従って設定される。例えば、送風機３０の仕様における上昇速度の最大値に制御周期を乗じた値を上昇のピッチとして用いてもよい。
【００７７】
ステップＳ２１において、一つ前の制御周期においても送風機３０の出力を上昇させたと判定した場合、コントローラ１００は、ステップＳ２２〜Ｓ２４を実行することなくステップＳ２５を実行する。ステップＳ２５を実行した後に、コントローラ１００はステップＳ１３を終了する。
【００７８】
続いて、ステップＳ１６において送風機３０の出力を下降させる手順を具体的に例示する。図７に示すように、コントローラ１００は、まずステップＳ３１を実行する。ステップＳ３１では、送風機制御部１１２が、一つ前の制御周期においても送風機３０の出力を下降させたか否かを確認する。
【００７９】
一つ前の制御周期においては送風機３０の出力を下降させていなかったと判定された場合、コントローラ１００はステップＳ３２を実行する。ステップＳ３２では、一つ前の制御周期においてもステップＳ１４，Ｓ１５における判定結果が今回の制御周期における判定結果と同じであったか否かを確認する。
【００８０】
一つ前の制御周期においては、ステップＳ１４，Ｓ１５における判定結果が今回の制御周期における判定結果と異なっていたと判定された場合、コントローラ１００はステップＳ３３を実行する。ステップＳ３３では、送風機制御部１１２が経過時間のカウントを開始する。ステップＳ３３を実行した場合、コントローラ１００は、送風機３０の出力を下降させることなくステップＳ１６を終了する。
【００８１】
ステップＳ３２において、一つ前の制御周期においてもステップＳ１４，Ｓ１５における判定結果が今回の制御周期における判定結果と同じであったと判定された場合、コントローラ１００はステップＳ３４を実行する。ステップＳ３４では、上記待機時間が経過したか否かを送風機制御部１１２が確認する。具体的に、送風機制御部１１２は、ステップＳ３３においてカウントを開始した経過時間が待機時間に達したか否かを確認する。ステップＳ３４において、待機時間が経過していないと判定された場合、コントローラ１００は、送風機３０の出力を下降させることなくステップＳ１６を終了する。
【００８２】
ステップＳ３４において、待機時間が経過していると判定された場合、コントローラ１００は、ステップＳ３５を実行する。ステップＳ３５では、送風機制御部１１２が、送風機３０の出力を１ピッチ下降させる。下降のピッチは、例えば送風機３０の特性に従って設定される。例えば、送風機３０の仕様における下降速度の最大値に制御周期を乗じた値を下降のピッチとして用いてもよい。
【００８３】
ステップＳ３１において、一つ前の制御周期においても送風機３０の出力を下降させたと判定された場合、コントローラ１００は、ステップＳ３２〜Ｓ３４を実行することなくステップＳ３５を実行する。ステップＳ３５を実行した後に、コントローラ１００はステップＳ１６を終了する。
【００８４】
なお、送風機３０の出力の変更を待機することは必須ではないので、ステップＳ２１〜Ｓ２４及びステップＳ３１〜Ｓ３４は適宜省略可能である。
【００８５】
３．本実施形態の効果
以上に説明したように、本実施形態に係る炉内圧力の制御方法は、炉内からガスを排出するための送風機３０と、送風機３０により排出されるガスの流路の開度を調節するためのダンパ４０とを用い、炉内の圧力を目標値に近付けるように、炉内の圧力に基づいてダンパ４０の開度を制御することと、炉内の圧力が目標値から乖離することを助長しない条件下にて、ダンパ４０の開度を予め設定された目標変動範囲内に収めるように、ダンパ４０の開度及び炉内の圧力の両方に基づいて送風機３０の出力を制御することと、を含む。
【００８６】
この制御方法によれば、炉内の圧力が目標値から遠ざかった場合には、炉内の圧力を目標値に近付けるようにダンパ４０の開度が制御される。ダンパ４０の開度が上記目標変動範囲外となった場合には、ダンパ４０の開度を当該目標変動範囲内に収めるように送風機３０の出力が制御される。ダンパ４０の開度が当該目標変動範囲内に保たれることによって、ダンパ４０による炉内の圧力の制御性を継続的に維持できる。ここで、ダンパ４０の開度のみに基づいて送風機３０の出力を制御すると、送風機３０の出力の変動に起因して炉内の圧力が過剰に変動し、これに応じてダンパ４０の開度が更に変動するという現象が生じる可能性がある。このような現象が生じると、ダンパ４０の開度の変更と、送風機３０の出力の変更とが繰り返され、この繰り返しによって炉内の圧力が発振してしまう可能性もある。これに対し、ダンパ４０の開度と炉内の圧力の両方に基づいて送風機３０の出力を制御することによって、送風機３０の出力の変化に起因する炉内の圧力の変動が抑制されるので、上述した炉内の圧力の発振が抑制される。
【００８７】
図８は、炉内圧力、ダンパ開度及び送風機の出力の推移を例示するグラフであり、炉内圧力が上昇した場合を示している。図８において、Ｌ１１は炉内圧力の推移を示しており、Ｌ０１は第一の圧力判定値であり、Ｌ０２は第二の圧力判定値である。Ｌ１２はダンパ開度の推移を示しており、Ｌ０３は目標変動範囲の上限値であり、Ｌ０４は目標変動範囲の下限値である。Ｌ１３は送風機３０の出力の推移を示している。図８に示されるように、時刻ｔ０１において炉内圧力Ｌ１１が上昇すると、これに応じてダンパ４０の開度Ｌ１２が大きくなる。時刻ｔ０２において開度Ｌ１２が目標変動範囲の上限値Ｌ０３より大きくなると、送風機３０の出力Ｌ１３が上昇する。開度Ｌ１２が大きくなることと、出力Ｌ１３が上昇することとによって、炉内圧力Ｌ１１は下降し始める。これに応じ、開度Ｌ１２が小さくなり始める。
【００８８】
仮に、時刻ｔ０３において炉内圧力Ｌ１１が第一の圧力判定値Ｌ０１に達した後に、出力Ｌ１３の上昇が継続すると、炉内圧力Ｌ１１が過度に下降する場合がある。この場合、炉内圧力Ｌ１１の下降に応じて開度Ｌ１２が大幅に小さくなる（図８中の破線参照）。開度Ｌ１２が下限値Ｌ０４を下回ると、更に出力Ｌ１３も下降することになる。これにより、炉内圧力Ｌ１１が発振してしまうおそれがある。
【００８９】
これに対し、上述した制御方法によれば、炉内圧力Ｌ１１が第一の圧力判定値Ｌ０１を下回った時点で出力Ｌ１３の上昇が停止する。このため、炉内圧力Ｌ１１の下降が抑制される。これに応じて開度Ｌ１２が小さくなることも抑制されるので、開度Ｌ１２は上限値Ｌ０３及び下限値Ｌ０４の間に収まり、炉内圧力Ｌ１１の値は目標値Ｌ００の近傍に保たれる。
【００９０】
図９は、炉内圧力、ダンパ開度及び送風機の出力の推移を例示するグラフであり、炉内圧力が下降した場合を示している。図９において、Ｌ４１は炉内圧力の推移を示しており、Ｌ３１は第一の圧力判定値であり、Ｌ３２は第二の圧力判定値である。Ｌ４２はダンパ開度の推移を示しており、Ｌ３３は目標変動範囲の上限値であり、Ｌ３４は目標変動範囲の下限値である。Ｌ４３は送風機３０の出力の推移を示している。図９に示されるように、時刻ｔ０４において炉内圧力Ｌ４１が下降すると、これに応じてダンパ４０の開度Ｌ４２が小さくなる。時刻ｔ０５において開度Ｌ４２が目標変動範囲の下限値Ｌ３４より小さくなると、送風機３０の出力Ｌ４３が下降する。開度Ｌ４２が小さくなることと、出力Ｌ４３が下降することとによって、炉内圧力Ｌ４１は上昇し始める。これに応じ、開度Ｌ４２が大きくなり始める。
【００９１】
仮に、時刻ｔ０６において炉内圧力Ｌ４１が第二の圧力判定値Ｌ３２に達した後に、出力Ｌ４３の下降が継続すると、炉内圧力Ｌ４１が過度に上昇する場合がある。この場合、炉内圧力Ｌ４１の上昇に応じて開度Ｌ４２が大幅に大きくなる（図９中の破線参照）。開度Ｌ４２が上限値Ｌ３３を上回ると、更に出力Ｌ４３も上昇することになる。これにより、炉内圧力Ｌ４１が発振してしまうおそれがある。
【００９２】
これに対し、上述した制御方法によれば、炉内圧力Ｌ４１が第二の圧力判定値Ｌ３２を上回った時点で出力Ｌ４３の下降が停止する。このため、炉内圧力Ｌ４１の上昇が抑制される。これに応じて開度Ｌ４２が大きくなることも抑制されるので、開度Ｌ４２は上限値Ｌ３３及び下限値Ｌ３４の間に収まり、炉内圧力Ｌ４１の値は目標値Ｌ３０の近傍に保たれる。
【００９３】
このように、本実施形態に係る制御方法によれば、炉内圧力の安定性を更に向上させることができる。
【００９４】
なお、ダンパ４０の開度と炉内の圧力の両方に基づいて送風機３０の出力を制御することによって、送風機３０の出力の無駄な変動（例えば炉内の圧力を目標値から遠ざける変動）が削減される。また、送風機３０の出力の無駄な変動が削減されるのに伴い炉内の圧力の発振が抑制されることによって、ダンパ４０の開度の無駄な変動も削減される。ダンパ４０の開度の無駄な変動が削減されることによって、送風機３０の出力の変動が更に削減される。従って、ダンパ４０の無駄な開閉及び送風機３０の無駄な加減速が削減される。このことは、炉内圧力の調整に伴う消費エネルギーの削減にも寄与する。
【００９５】
これらの効果に加え、ダンパ４０の開度の目標変動範囲全体（上限値及び下限値の両方）を比較的大きく設定して圧力損失を削減し、送風機３０の消費エネルギーを更に削減し得ることも期待される。
【００９６】
一般に、ダンパ４０の開度が大きくなると、ダンパ４０の開度の変化に対する圧力損失の変化（すなわちガスの排出量の変化）が小さくなる傾向がある。図１０は、ダンパ４０の開度と圧力損失の関係を例示するグラフであり、横軸がダンパ４０の開度を示し、縦軸が圧力損失を示している。ダンパ４０の開度は、上記面ＢＳを基準にした弁部材４１の傾斜角である。このグラフにおいて、ダンパ開度が２０°から５０°に変化する場合、圧力損失の変化は５５％を超える。これに対し、ダンパ開度が６０°から９０°に変化する場合、圧力損失の変化は１０％に満たない。
【００９７】
このように、ダンパ４０の開度が大きくなると圧力損失の変化が小さくなるため、送風機３０の出力の変化に起因して炉内圧力が目標値から離れた場合に、これに対応したダンパ４０の開度の制御が遅れ易くなる。ダンパ４０の開度の制御が遅れると、炉内圧力が発振し易くなる。ダンパ４０の開度と炉内圧力の両方に基づいて送風機３０の出力を制御することによって、送風機３０の出力の変化に起因する炉内圧力の変動自体が抑制されるので、ダンパ４０の制御の遅れに起因する炉内圧力の発振は生じ難くなる。従って、炉内圧力の安定性を損なうことなく、ダンパ４０の開度の目標変動範囲全体を比較的大きく設定することが可能となる。
【００９８】
ダンパ４０の開度及び炉内圧力の両方に基づいて送風機３０の出力を制御することは、ダンパ４０の開度が目標変動範囲の上限値より大きく、且つ炉内圧力が目標値より高い場合に、送風機３０の出力を上昇させることと、ダンパ４０の開度が目標変動範囲の上限値より大きく、且つ炉内圧力が目標値より低い場合に、送風機３０の出力を上昇させないことと、ダンパ４０の開度が目標変動範囲の下限値より小さく、且つ炉内圧力が目標値より低い場合に、送風機３０の出力を下降させることと、ダンパ４０の開度が目標変動範囲の下限値より小さく、且つ炉内圧力が目標値より高い場合に、送風機３０の出力を下降させないことと、を含んでもよい。
【００９９】
この場合、ダンパ４０の開度が目標変動範囲の上限値より大きく、且つ炉内圧力が目標値より高い場合に、送風機３０の出力を上昇させることにより、炉内圧力が目標値側に戻され、これに応じてダンパ４０の開度も目標変動範囲の上限値の下側に戻される。ダンパ４０の開度が目標変動範囲の上限値より大きく、且つ炉内圧力が目標値より低い場合には、送風機３０の出力を上昇させないことにより、炉内圧力の更なる下降が抑制される。ダンパ４０の開度が目標変動範囲の下限値より小さく、且つ炉内圧力が目標値より低い場合に、送風機３０の出力を下降させることにより、炉内圧力が目標値側に戻され、これに応じてダンパ４０の開度も目標変動範囲の下限値の上側に戻される。ダンパ４０の開度が目標変動範囲の下限値より小さく、且つ炉内圧力が目標値より高い場合に、送風機３０の出力を下降させないことにより、炉内圧力の更なる上昇が抑制される。従って、比較演算による単純な制御方式によって、炉内圧力の変動を抑制しつつ、ダンパ４０の開度を予め設定された目標変動範囲内に収めることができる。
【０１００】
ダンパ４０の開度及び炉内圧力の両方に基づいて送風機３０の出力を制御することは、ダンパ４０の開度が目標変動範囲の上限値より大きく、且つ炉内圧力が、目標値より高い第一の圧力判定値より低い場合に、送風機３０の出力を上昇させないことと、ダンパ４０の開度が目標変動範囲の下限値より小さく、且つ炉内圧力が、目標値より低い第二の圧力判定値より高い場合に、送風機３０の出力を上昇させないことと、を更に含んでもよい。
【０１０１】
この場合、目標値から遠ざかっていた炉内圧力が、送風機３０の出力の一方側（上昇側又は下降側）への変化に応じて目標値側に戻る際に、炉内圧力が目標値に到達するのに先立って、送風機３０の出力の当該一方側への変化が止められる。これにより、目標値側に戻る炉内圧力のオーバーシュートが抑えられる。従って、炉内圧力の発振をより確実に抑制できる。
【０１０２】
ダンパ４０は、傾動により流路の開度を変更する板状の弁部材４１を有し、目標変動範囲の上限値に対応する弁部材４１の傾斜角は、流路に対し垂直な面ＢＳを基準にして８０〜９０°であり、目標変動範囲の下限値に対応する弁部材４１の傾斜角は、面ＢＳに対し垂直な面を基準にして６０〜７０°であってもよい。
【０１０３】
この場合、目標変動範囲に対応する弁部材４１の傾斜角の範囲が、面ＢＳを基準にして６０°以上に設定される。このため、当該傾斜角の範囲が６０°以下に設定されるのに比べてダンパ４０における圧力損失が削減される。一方、上述のように、ダンパ４０の開度が大きくなると、ダンパ４０の開度の変化に対する圧力損失の変化（すなわちガスの排出量の変化）が小さくなる傾向がある。このため、送風機３０の出力の変化に起因して炉内圧力が目標値から離れた場合に、これに対応したダンパ４０の開度の制御が遅れ易くなる。ダンパ４０の開度の制御が遅れると、炉内圧力が発振し易くなる。これに対し、ダンパ４０の開度と炉内圧力の両方に基づいて送風機３０の出力を制御することによって、送風機３０の出力の変化に起因する炉内圧力の変動自体が抑制されるので、ダンパ４０の制御の遅れに起因する炉内圧力の発振は生じ難くなる。従って、炉内圧力の安定性を損なうことなくダンパ４０における圧力損失を削減し、送風機３０の消費エネルギーを削減することができる。
【０１０４】
本実施形態においては、炉内圧力の制御方法を廃棄物処理装置に適用した例を示した。廃棄物処理装置に装入される廃棄物の性質（大きさ、含有成分等）及び量によって、廃棄物処理炉内におけるガスの発生量は大きく変動する。このため、上記制御方法を廃棄物処理装置に適用する場合、炉内の圧力の安定性を向上させる効果がより有益である。
【０１０５】
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、炉内圧力の制御方法の適用対象は廃棄物処理装置に限られず、炉内圧力の調整を必要とする処理装置であればどのようなものにも適用可能である。適用対象の例としては、ボイラ、加熱炉、転炉、流動炉設備、燃焼装置、コークス炉等が挙げられる。
【符号の説明】
【０１０６】
１…廃棄物処理装置、１０…廃棄物処理炉、２０…調整装置、３０…送風機、４０…ダンパ、４１…弁部材、１００…コントローラ、Ａｘ１…軸線、ＢＳ…面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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