(57)【要約】【課題】高温ガスと粉粒体を分離するサイクロンの下部から払い出される粉粒体払出し面の高さを一定に制御装置を提供する。【解決手段】高温ガスと粉粒体を分離するサイクロン１０の下端に排出路１５を下向きに延設するとともに、その排出路１５内に可変速モータ１８で駆動するスクリューコンベヤ１７を配設し、可変速モータ１８の回転数および電力値の測定手段１９・２０をそれぞれ設け、測定手段１９により測定した電力値によってスクリューコンベヤ１７の押し込み力を検出し、検出した押し込み力に基づいて粉粒体の払出し面の位置を求めたうえ、その払出し面が所定の位置になるようスクリューコンベヤ１７の回転数を変化させて制御する。【選択図】      図１
2004197999.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温ガスと粉粒体を分離するサイクロンの下部から、粉粒体払出し面の高さによって払出し力を測定しながら粉粒体を一部貯留して払出すようにし、
前記粉粒体払出し量を、前記払出し力および前記粉粒体貯留部の温度の少なくとも一方の数値に基づいて変化させることにより粉粒体払出し面の位置を一定に制御すること
を特徴とするサイクロンの粉粒体払出し面の制御方法。
【請求項２】
高温ガスと粉粒体を分離するサイクロンの下端に排出路を下向きに延設するとともに、その排出路内に払出装置としての可変速モータで駆動するスクリューコンベヤを配設し、
前記排出筒に沿ってその排出路内に貯留される粉粒体の温度測定手段を上下方向に間隔をあけて複数設置し、
複数の前記温度測定手段により測定した温度差に基づいて粉粒体の払出し面の位置を検出し、その払出し面が所定の位置になるよう前記スクリューコンベヤの回転数を変化させて制御すること
を特徴とするサイクロンの粉粒体払出し面の制御装置。
【請求項３】
高温ガスと粉粒体を分離するサイクロンの下端に排出路を下向きに延設するとともに、その排出路内に払出装置としての可変速モータで駆動するスクリューコンベヤを配設し、
前記可変速モータの回転数および電力値の測定手段をそれぞれ設け、
前記測定手段により測定した電力値によって前記スクリューコンベヤの払出し力を検出し、検出した払出し力に基づいて粉粒体の払出し面の位置を求めたうえ、その払出し面が所定の位置になるよう前記スクリューコンベヤの回転数を変化させて制御すること
を特徴とするサイクロンの粉粒体払出し面の制御装置。
【請求項４】
高温ガスと粉粒体を分離するサイクロンの下端に排出路を下向きに延設するとともに、その排出路内に払出装置としての可変速モータで駆動するスクリューコンベヤを配設し、
前記排出路に沿ってその排出路内に貯留される粉粒体の温度測定手段を上下方向に間隔をあけて複数設置し、
前記可変速モータの電力値の測定手段を設け、
複数の前記温度測定手段により測定した温度差に基づいて粉粒体の払出し面の位置を検出すると同時に、前記各測定手段により測定した電力値に基づいて前記スクリューコンベヤの払出し力を検出し、この払出し力に基づいて粉粒体の払出し面の位置を求めて比較修正し、
その払出し面が所定の位置になるよう前記スクリューコンベヤの回転数を変化させて制御すること
を特徴とするサイクロンの粉粒体払出し面の制御装置。
【請求項５】
上記した請求項２〜４のいずれか記載の制御装置を備えたサイクロンを流動層炉に併設し、その流動層炉から排出される流動砂を前記サイクロンにて回収して前記流動層炉へ循環するようにし、
前記サイクロンの下部排出路を介して前記流動層炉へ循環される流動砂の払出し面が一定レベルに維持されるように前記スクリューコンベヤの回転数を変化させて制御すること
を特徴とする外部循環流動層炉システム。
【請求項６】
粉粒体状の乾燥汚泥を空気搬送により内燃式サイクロン型炭化炉に導入し、酸素不可あるいは低酸素雰囲気中で旋回させつつ加熱することにより炭化・熱分解し、前記炭化炉の頂部より熱分解ガスを排出する一方、炭化炉の下端に炭化物の排出路を下向きに延設するとともに、その排出筒内に払出装置としての可変速モータで駆動するスクリューコンベヤを配設してなる内燃式サイクロン型炭化炉であって、
上記した請求項２〜４のいずれか記載の粉粒体払出し面の制御装置を前記炭化物の滞留時間制御装置として備えたこと
を特徴とする内燃式サイクロン型炭化炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、主として高温ガスと粉粒体とを分離するサイクロンにおいてその下部に貯留される粉粒体を払い出す際の払出し面（貯留粉粒体の上面）の位置（高さ・レベル）を一定に保つための、サイクロンの粉粒体払出し面の制御方法とその制御装置および同制御装置付きサイクロンを備えた外部循環流動層炉システムならびに同制御装置を備えた内燃式サイクロン炭化炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記した外部循環流動層炉の一つに循環流動層焼却炉がある。この焼却炉はゴミや汚泥の焼却を行うのに使用されており、炉本体および高温サイクロン、流動媒体（たとえば珪砂）戻し機構から構成されている。炉内ガス流速の高速化に伴って気流搬送され炉外へ排出される流動媒体を、高温サイクロンにより炉本体から排出される燃焼ガスと分離し、戻し機構を介して炉本体の下部へ戻して循環することによりゴミや脱水汚泥の焼却が行われている。
【０００３】
この種の循環流動層炉では、循環させる砂の量を安定化させれば、炉内の燃焼プロセスを安定化できるので、砂循環量の安定化が非常に重要な課題である。しかし、砂の温度は９００℃前後と非常に高温であるため、ロータリーバルブなどで循環量を制御するのはシール性や材質の耐熱性の問題がある。また、砂の循環量を直接計測するのは困難であることから、たとえば、砂を分離するサイクロンを備えた外部循環流動層炉においてサイクロンから炉本体の下部への戻し用配管内に堰を設けたり、炉本体内の上下方向の圧力分布および温度分布によって決まる炉内砂循環量の各種モデルをあらかじめ求めておき、運転時に炉内の上下方向の圧力分布および温度分布を計測し、それらの計測値を上記の各種モデルと照合することにより砂循環量を推定したりする方法と装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００４】
そのほか、たとえば乾燥汚泥を空気搬送により内燃式サイクロン型炭化炉へ導入し、酸素不可あるいは低酸素（酸素濃度の低い）雰囲気中で旋回させつつ加熱することにより炭化物として捕集する場合に、炭化炉下部の滞留部に十分に長くは滞留されず、すぐに炉外へ排出されてしまうために炭化物の炭化度合いを調整できないという問題がある。この問題も、炭化工程で生成する熱分解ガスがタール化しないよう高温を保つ必要があるため炭化物が非常に高温で、ロータリーバルブ等ではその排出を阻止できないことに起因する。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２８９４０６（請求項１および図１参照）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した特許文献１に記載の制御方法および制御装置では、つぎのような点で未だ不都合がある。すなわち、
配管内に堰を設けると、砂の流れが堰で止められ閉塞が起こりやすく、またあらかじめ求めた各種モデルによって砂循環量を推定する、いわゆる推定演算法では外乱が多く、流動媒体である砂の戻し機構における圧力分布や温度分布を計測する構造が複雑なうえに負荷変動時の追従性に欠ける。しかも、流動層炉の流動部（１次燃焼部）と２次燃焼部の圧力および空気比バランスが不安定となり、結果として、流動ブロワの電力消費量や助燃料使用量が増大して経済的な運転ができなくなる。
【０００７】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、▲１▼高温ガスと粉粒体を分離するサイクロンの下部から払い出される粉粒体払出し面の高さを一定に制御する方法と装置を提供することを第１の目的とする。
【０００８】
▲２▼同制御装置を内燃式サイクロン型炭化炉下部の炭化物滞留部において炭化物の滞留レベルを制御するのに利用することによって、炭化物の炭化および賦活の程度を調整できるようにすることを第２の目的とする。
【０００９】
▲３▼上記制御装置を外部循環流動層炉において、流動媒体としての砂を高温の燃焼ガスと分離するためのサイクロン下部の砂貯留レベルを一定に維持するのに利用することによって、マテリアルシールとして砂循環（排出）路を確実に閉塞するとともに、砂循環量を一定に保てることから、流動層炉の流動部および２次燃焼部の圧力と空気比を安定させることを第３の目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するための本発明にかかるサイクロンの粉粒体払出し面の制御方法は、高温ガスと粉粒体を分離するサイクロンの下部から、粉粒体払出し面の高さによって払出し力を測定しながら粉粒体を一部貯留して払出すようにし、前記粉粒体払出し量を、前記払出し力および前記粉粒体貯留部の温度の少なくとも一方の数値に基づいて変化させることにより粉粒体払出し面の位置（粉粒体レベル）を一定に制御することを特徴とするものである。
【００１１】
上記した本発明の制御方法によれば、粉粒体の払出しに要する力は貯留されている粉粒体の上面のレベル（粉粒体レベル）で変動し、粉粒体レベルが高いときには払出し力が高く、粉粒体レベルが低いときには払出し力が低い。したがって払出し力を測定し、その測定した払出し力の変動に応じて粉粒体レベルを検出できる。また、貯留部に貯留されている粉粒体の温度はかなり高いから、貯留部の壁温を一定間隔をあけて何カ所か測定することによって測定箇所に粉粒体が存在しているか否かが判るから、粉粒体レベルを検出することができる。このようにして払出し力の変動あるいは粉粒体貯留部の温度を測定することによって粉粒体レベルを検出でき、一方、粉粒体レベルが規定値よりも高いときには払出し力を上げて粉粒体レベルが下がるように制御し、逆に規定値よりも低いときには払出し力を下げて粉粒体レベルが上がるように制御することによって、粉粒体レベルを一定に維持することができる。
【００１２】
同じく第１の目的を達成するための本発明にかかるサイクロンの粉粒体払出し面の制御装置は、請求項２に記載のように、高温ガスと粉粒体を分離するサイクロンの下端に排出路を下向きに延設するとともに、その排出路内に払出装置としての可変速モータで駆動するスクリューコンベヤを配設し、前記排出路に沿ってその排出路内に貯留される粉粒体の温度測定手段を上下方向に間隔をあけて複数設置し、複数の前記温度測定手段により測定した温度差に基づいて粉粒体の払出し面の位置を検出し、その払出し面が所定の位置になるよう前記スクリューコンベヤの回転数を変化させて制御するか、若しくは、
請求項３に記載のように、高温ガスと粉粒体を分離するサイクロンの下端に排出路を下向きに延設するとともに、その排出路内に払出装置としての可変速モータで駆動するスクリューコンベヤを配設し、前記可変速モータの回転数および電力値の測定手段をそれぞれ設け、前記測定手段により測定した電力値によって前記スクリューコンベヤの払出し力を検出し、検出した払出し力に基づいて粉粒体の払出し面の位置を求めたうえ、その払出し面が所定の位置になるよう前記スクリューコンベヤの回転数を変化させて制御するか、あるいは、
請求項４に記載のように、高温ガスと粉粒体を分離するサイクロンの下端に排出路を下向きに延設するとともに、その排出路内に払出装置としての可変速モータで駆動するスクリューコンベヤを配設し、前記排出路に沿ってその排出路内に貯留される粉粒体の温度測定手段を上下方向に間隔をあけて複数設置し、前記可変速モータの回転数および電力値の測定手段をそれぞれ設け、複数の前記温度測定手段により測定した温度差に基づいて粉粒体の払出し面の位置を検出すると同時に、前記測定手段により測定した電力値によって前記スクリューコンベヤの払出し力を検出し、この払出し力に基づいて粉粒体の払出し面の位置を求めて比較修正し、その払出し面が所定の位置になるよう前記スクリューコンベヤの回転数を変化させて制御することを特徴とするものである。
【００１３】
上記した請求項２〜４のいずれか記載の制御装置によれば、払出装置としての可変速モータで駆動するスクリューコンベヤにより排出路内に貯留されている粉粒体を払い出すが、スクリューコンベヤの払出し力は貯留されている粉粒体のレベルで変動し、粉粒体レベルが高いときには払出し力が高く、粉粒体レベルが低いときには低い。また、スクリューコンベヤの払出し力は、スクリューコンベヤを回転駆動する電動機の電力値によって求められ、その求められた払出し力から粉粒体レベルを検出できる。そこで、電力値に応じて求められる粉粒体レベルが規定値よりも高いときはスクリューコンベヤの回転数を上げて粉粒体レベルが下がるように制御し、逆に規定値よりも低いときにはスクリューコンベヤの回転数を下げて粉粒体レベルが上がるように制御することによって、排出路内に貯留されている粉粒体レベルを一定に維持できる。さらに、上記したように排出路の壁温を一定間隔ごとに測定することによっても粉粒体レベルを検出できるから、スクリューコンベヤを回転駆動する電動機の電力値によって粉粒体レベルを検出するのに代えて、あるいは同時に行って一方を他方で補佐することができ、とくに同時に行うことによってより高い精度で粉粒体レベルを一定に保つことができる。
【００１４】
スクリューコンベヤを回転するインバータモータの回転数制御は電源の周波数制御によって行われる。スクリューコンベヤなどの払出装置の払出し力はモータの電力値と相関関係があるが、電力値は電流値と周波数から読みとることができる。したがって、電力計を電流計に置き換えても同じ機能を発現できる。
【００１５】
請求項５記載の外部循環流動層炉システムは、上記した請求項２〜４のいずれか記載の制御装置を備えたサイクロンを流動層炉に併設し、その流動層炉の頂部から排出される流動砂を前記サイクロンにて回収して前記流動層炉の下部へ循環するようにし、前記サイクロンの下部排出路を介して前記流動層炉へ循環される流動砂の払出し面が一定レベルに維持されるように前記スクリューコンベヤの回転数を変化させて制御することを特徴とするものである。
【００１６】
請求項６記載の内燃式サイクロン型炭化炉は、粉粒体状の乾燥汚泥を空気搬送により内燃式サイクロン型炭化炉に導入し、酸素不可あるいは低酸素雰囲気中で旋回させつつ加熱することにより炭化・熱分解し、前記炭化炉の頂部より熱分解ガスを排出する一方、炭化炉の下端に炭化物の排出路を下向きに延設するとともに、その排出路内に払出装置としての可変速モータで駆動するスクリューコンベヤを配設してなる内燃式サイクロン型炭化炉であって、上記した請求項２〜４のいずれか記載の粉粒体払出し面の制御装置を前記炭化物の滞留時間制御装置として備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項５記載の外部循環流動層炉システムあるいは請求項６記載の内燃式サイクロン型炭化炉に請求項２〜４のいずれか記載の制御装置を適用することによって、前者にあってはマテリアルシールとして砂循環路を確実に閉塞できるとともに、流動砂の循環量が一定に維持され、流動層炉の流動部および２次燃焼部の圧力と空気比を安定させられ、また後者にあっては炭化物レベルを制御することによって炭化炉内で炭化され炭化物として取り出される乾燥汚泥の炭化および賦活の程度を任意に調整できるとともに、十分に炭化されるまで滞留させることによって完全な炭化物とすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるサイクロンの粉粒体払出し面の制御方法と制御装置について実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は外部循環流動層焼却炉の流動媒体としての流動砂を燃焼ガスと分離除去するためのサイクロンに適用した、本発明の実施の第１形態を示す概要断面図である。同図に示すように、本例の循環流動層焼却炉１は、炉１内の下部に１次燃焼部としての流動部２が設けられ、その上方部分に２次燃焼部３が設けられている。流動部２内には、流動砂の流動用と１次空気供給用とを兼ねた分散パイプ４が挿入され、この分散パイプ４は１次空気供給源（図示せず）に接続され、燃焼用空気が流動部２に供給される。流動部２には、後述の流動砂ｓが充填され、分散パイプ４から吹き出す燃焼用空気によって流動砂が分散・流動化されて流動層が形成される。また、流動部２に燃料および汚泥が投入されるが、このため燃焼用バーナー５、汚泥投入管６が下からこの順に炉壁１ａをそれぞれ貫通して配設されている。
【００２０】
２次燃焼部３の下部に向け、スタートアップバーナー７が炉壁１ａを下向きに傾斜・貫通して配設されている。また、バーナー７のすぐ下方に、廃棄物投入管８が炉壁１ａを貫通して配設されているが、この廃棄物はゴミ焼却場で生じるゴミあるいは下水処理場で生じる脱水汚泥を主体とする。
【００２１】
流動層焼却炉１に、燃焼ガスと流動砂ｓとを分離するための高温サイクロン１０が併設されており、炉１の頂部に設けられた排出口（図示せず）とサイクロン１０の頂部に設けられた導入口（図示せず）とが排出ダクト１２で接続されている。サイクロン１０の頂面から燃焼排ガス用ダクト１３の一部が内部に向け貫通して挿入され、サイクロン１０の頂面上方のダクト１３の上部に排出ダクト１４が横向きに接続されている。また炉１の底部には、不燃物および流動砂ｓの取出口９が設けられている。
【００２２】
サイクロン１０の下向きに口径を漸次縮小した逆円錐部１０ａの下端開口１０ｂに円筒状の排出路１５が接続されて下向きに延設され、さらに排出路１５の下端と流動層焼却炉１の下部とが下向きに傾斜した流動砂戻し路１６により接続されている。排出路１５の軸心部には、払出し機構としてのスクリューコンベヤ１７が回転可能に配装され、そのシャフト１７ａの下端部が排出路１５の下端から外方に突出され、その突出部に可変速モータとしてのインバータモータ１８が連結されている。これにより、排出路１５は払出し機構に構成される。
【００２３】
一方、インバータモータ１８には、電力値の計測器１９と回転速度検出器２０および回転数（回転速度）制御装置２１とがそれぞれ接続され、電力値が増加するとインバータモータ１８の回転数を上げて流動砂の払出し量が増えるように制御され、逆に電力値が下がるとインバータモータ１８の回転数を下げて流動砂の払出し量が減るように制御される。なお、回転速度検出器２０は回転数制御装置２１に組み込んでもよい。
【００２４】
つまり、排出路１５内に貯留される流動砂ｓは、スクリューコンベヤ１７の回転によって下方へ押し込まれ、傾斜戻し路１６を通って流動層焼却炉１下部の流動部２内へ循環されるが、スクリューコンベヤ１７の回転による流動砂ｓの押し込みに要する力は貯留されている砂ｓの上面のレベル（以下、砂レベルともいう）で変動し、砂レベルが高いときには押し込み力が高く、砂レベルが低いときには低い。また、スクリューコンベヤ１７の押し込み力は、スクリューコンベヤ１７を回転駆動するインバータモータ１８の電力値によって求めることができ、その求められた押し込み力から砂レベルを検出できる。そこで、電力値から、求められた砂レベルがあらかじめ設定した規定値よりも高いときにはスクリューコンベヤ１７の回転数を上げて砂レベルが下がるように制御し、逆に規定値よりも低いときにはスクリューコンベヤ１７の回転数を下げて砂レベルが上がるように制御することによって、排出路１５内にいったん貯留されて払い出される砂の上面のレベルを一定に維持することができる。
【００２５】
このようにインバータモータ１８の電力値を計測することで、流動砂ｓの払出し面のレベル（砂レベル）を一定に制御でき、サイクロン１０の下部に流動砂ｓで形成されるマテリアルシールにて流動層焼却炉１の流動部２との間が確実に遮断されるとともに、流動砂ｓの循環量が一定に維持され、流動層焼却炉１の運転が安定する。
【００２６】
また、排出路１５内に貯留されている砂ｓの比熱および温度はかなり高いから、排出路１５の周囲の壁温を何ヶ所か測定することによって貯留されている砂レベルを検出することができる。そこで、本例では、排出路１５の壁面の上下方向に沿って複数（本例では５つ）の温度センサー２２ａ〜２２ｅが一定間隔をあけて装着されている。これらの温度センサー２２ａ〜２２ｅは流動砂ｓの有無で温度変動が生じる、つまり流動砂ｓが存在する位置の温度センサー２２ｂで測定される壁温は高く、流動砂が存在していない位置の温度センサー２２ａで測定される壁温は低いことから、大きな温度差の生じた２つの温度センサー２２ａ・２２ｂの間に流動砂の上面（払出し面、砂レベル）が位置することが判る。このように砂レベルと相関関係がある排出路１５の壁温の変動から砂レベルを検出できることから、本実施形態では、上記の各温度センサー２２ａ〜２２ｅによって計測される温度差の生じる位置がどこであるかも検出することによって流動砂ｓの払出し面の位置である砂レベルを求めて、上述のスクリューコンベヤ１７の押し込み力をインバータモータ１８の電力値による砂レベルの制御を補佐させ、より高い精度で砂レベルを一定に保てるようにしている。
【００２７】
以上のようにインバータモータ１８の電力値を計測することだけでも、流動砂の払出し面のレベル（砂レベル）を制御できるが、上記の各温度センサー２２によって計測される温度変動も検出することにより流動砂の払出し面のレベルを求めて、回転数制御装置２１に信号を送ってインバータモータ１８の回転数、つまりスクリューコンベヤ１７の回転数を制御している。電力計測器１９からの信号と各温度センサー２２からの信号とはそれぞれ回転数制御装置２１に送られるが、両信号は比較器（図示せず）等によって比較され、払出し面のレベルが一致する場合はそのまま送られる。しかし、両信号に大きなずれがある場合は、たとえば電流計測器１９からの信号を各温度センサー２２からの信号で修正するなどの処理が施される。
【００２８】
具体的には２つの方法のいずれかで判断することになる。第１は、粉体レベルの上限と下限とを決めておき、どちらか一方を越えたときには電力値か温度の一方を優先させるという方法である。第２は、電力値か温度の変動時において変化する速度が一定値を越えたときに、電力値か温度の一方を優先させるという方法である。
【００２９】
以上の構成からなる本実施形態にかかる外部循環流動層焼却炉１によれば、流動部２に汚泥投入管５から投入される汚泥が流動化された砂と接触して加熱され、燃焼空気と混合されて燃焼する。このとき発生する燃焼ガスは、上方の２次燃焼部３に廃棄物投入管８から投入される廃棄物に接触し、廃棄物を燃焼させる。そして、流動部２の流動化され、上昇する一部流動砂が燃焼ガスとともに炉１内を上昇し、排出口よりダクト１２を通ってサイクロン１０内の上部に流入し、旋回して燃焼ガスと流動砂ｓとが分離され、燃焼ガスはダクト１３・１４を通って排出される。
【００３０】
一方、流動砂ｓは落下して排出路１５および戻し路１６内に貯留され、スクリューコンベヤ１７の回転により焼却炉１の流動部２へ循環されるが、上述のとおり、排出路１５内の流動砂のレベルはインバータモータ１８の電力値によって制御され、さらに各温度センサー２２により計測される壁温の変動が考慮されて流動砂レベルの修正を必要に応じて行うので、循環される砂量は焼却炉１の運転中は一定に維持され、焼却炉１の運転が安定することになる。
【００３１】
図２は本発明の実施の第２形態にかかる内燃式サイクロン型炭化炉を含む乾燥汚泥を利用した廃棄物焼却システムを示す概略図である。
【００３２】
本例では、サイクロン型炭化炉３１の下部に延設した円筒状の排出路３２において、そこに貯留される炭化物の滞留時間を制御する払出し装置に適用している。
【００３３】
図２に示すように、サイロ２７に貯留している乾燥汚泥をロータリーバルブ２８で切り出しブロワー２９により空気輸送にて、炭化炉３１の円筒部３１ａの上下方向のほぼ中間部の投入口３１ｂから投入する構成からなる。炭化炉３１の投入口３１ｂの上方に炭化用バーナー３３が設けられている。投入口３１ｂおよび炭化用バーナー３３は、いずれも円筒部３１ａの横断面の接線方向に配置され、空気輸送で原料投入口３１ｂから投入される乾燥汚泥が旋回流を形成しながら回転し、酸素不足の雰囲気中で乾燥汚泥の旋回流と同じ向きに噴射されるバーナー３３の火炎によって加熱され、部分燃焼される。この結果、乾燥汚泥は熱分解ガスを発生し、熱分解ガスと分離され炭化された炭化物が落下する。
【００３４】
炭化炉３１はストーカ式焼却炉４１の２次燃焼部４１ａに排気ダクト４２で接続され、炉３１内が負圧または陽圧に保持されている。このため、炭化炉３１内の熱分解ガスは、焼却炉４１の２次燃焼部４１ａへ排気ダクト４２を通って吸引または押し込まれる。焼却炉４１にはホッパー４３から廃棄物Ｄが投入され、焼却炉４１の下部で燃焼し、飛灰を含む燃焼排ガスは２次燃焼部４１ａに導入される。二次燃焼部４１ａの下方に１次空気導入用のダクト４８が設けられている。そして２次空気供給管４４から導入される２次空気によって熱分解ガスが２次燃焼し、２次燃焼部４１ａの温度が上昇する。飛灰を含む燃焼排ガスは２次燃焼部４１ａで十分に加熱され、飛灰中の未燃物を完全燃焼させる。燃焼して生じた主灰および燃焼不適物は焼却炉４１の下端の排出口４５から取り出され、２次燃焼後の排ガスは炉４１頂部の排気ダクト４６を通して排ガス処理器４７へ送られたのち、大気中へ放出される。
【００３５】
一方、炭化炉３１内の炭化物Ｃは、炭化炉３１の下部に延設された排出路３２内にいったん貯留され、Ｌ状に屈折した下端横向きの排出口３２ａから取り出される。排出路３２内の軸心部にはスクリューコンベヤ３４が回転可能に配装され、外部に突出させたスクリューシャフト３４ａの端部にインバータモータ３５が連結されている。インバータモータ３５に電流測定器３６と回転数制御装置３７がそれぞれ接続されているのは、上記実施形態と共通する。本例では、回転速度計は回転数制御装置３７に一体に組み込まれている。また、排出路３２の周囲の壁面に上下方向に沿って複数の温度センサー３８ａ〜３８ｃが一定間隔ごとに配備されているが、これについても上記実施形態に共通する。
【００３６】
排出路３２内に貯留されている炭化物Ｃは、スクリューコンベヤ３４の回転により排出口３２ａから取り出されるが、スクリューコンベヤ３４の炭化物取り出しに要する力は貯留されている炭化物Ｃのレベルの高さに応じて変動し、炭化物レベルが高いときは取り出し力が高く、炭化物レベルが低いときは取り出し力が低い。そして、スクリューコンベヤ３４の取り出し力は、スクリューコンベヤ３４を回転駆動するインバータモータ３５の電力値によって求めることができ、その求められた取り出し力によって炭化物レベルを検出できる。そこで、電力値によって求められた炭化物レベルが規定値よりも高いときはスクリューコンベヤ３４の回転数を上げて炭化物レベルが下がるように制御し、逆に規定値よりも低いときにはスクリューコンベヤ３４の回転数を下げて炭化物レベルが上がるように制御することによって、排出路３２内の炭化物レベルを一定に維持することができる。
【００３７】
このように炭化炉３１下部の排出路３２内の炭化物レベルを一定に保つことによって、排出路３２内のマテリアルシールが完全になって燃焼ガス等の漏れ出しが起こらず、また排出路３２内で炭化物が炭化に必要な時間は常に滞留され、十分に炭化された状態の炭化物Ｃを取り出すことができる。なお、複数の温度センサー３８ａ〜３８ｃによって炭化物レベルと相関関係がある排出路３２の壁温の変動からも炭化物レベルを検出できることから、本実施形態でも、上記の各温度センサー３８ａ〜３８ｃによって計測される温度差の生じる位置がどこであるかも検出することによって炭化物レベルを検出し、上述のスクリューコンベヤ３４の押し出し力をインバータモータ３５の電力値による炭化物レベルの制御を補佐させられるので、より高い精度で炭化物レベルを一定に保つことができる。
【００３８】
上記に実施の２つの形態について説明したが、本発明はホットサイクロン等において高温の粉粒体を一時的に貯留して払い出す際に、その払出し部における粉粒体のレベル（高さ）を一定に維持する場合に適用できる。また、粉粒体のレベルの検出は、スクリューコンベヤ１７・３４の駆動用可変速電動機１８・３５の電力値を計測するか、払出し部１５・３２の壁温を計測するかのいずれか一方の操作だけでも可能で、粉粒体レベルを一定に保つことができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明のサイクロンの粉粒体払出し面の制御方法とその制御装置および同制御装置付きサイクロンを備えた外部循環流動層炉システムならびに同制御装置を備えた内燃式サイクロン炭化炉には、次のような優れた効果がある。すなわち、
▲１▼  本発明の制御方法および制御装置によると、高温ガスと粉粒体を分離するサイクロンの下部から払い出される粉粒体払出し面の高さを一定に維持できる。
【００４０】
▲２▼  本発明の制御装置を外部循環流動層炉における流動媒体としての砂を高温の燃焼ガスと分離するためのサイクロン下部の砂貯留レベルを一定に維持するのに利用すれば、マテリアルシールとして砂循環路（排出路）を確実に閉塞できるうえに、砂循環量を一定に保てることから、流動層炉の流動部および２次燃焼部の圧力と空気比を安定させられる。
【００４１】
▲３▼  本発明の制御装置を内燃式サイクロン型炭化炉下部の炭化物滞留部において炭化物の滞留レベルを制御するのに利用すれば、炭化物の炭化および賦活の程度を調整できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】外部循環流動層焼却炉の流動媒体としての流動砂を燃焼ガスと分離除去するためのサイクロンに適用した本発明の実施の第１形態を示す概要断面図である。
【図２】本発明の実施の第２形態にかかる内燃式サイクロン型炭化炉を含む乾燥汚泥を利用した廃棄物焼却システムを示す概略図である。
【符号の説明】
１  循環流動層焼却炉
２  流動部
３  ２次燃焼部
４  分散パイプ
５  燃料供給管
６  汚泥投入管
７  燃料供給管
８  廃棄物投入管
９  取出口
１０  高温サイクロン
１２  排出ダクト
１３  燃焼排ガス用ダクト
１４  排出ダクト
１５  排出路
１６  流動砂戻し路
１７・３４  スクリューコンベヤ（払出し機構）
１８・３５  インバータモータ（可変速モータ）
１９  電力値の計測器
２０  回転速度計
２１  回転数制御装置
【図１】
2004197999.tif 000003
【図２】
2004197999.tif 000004