(57)【要約】【課題】本発明は、被燃焼物に対して乾留処理と燃焼処理とを２回以上繰り返し行い、被燃焼物の燃え残りの発生を回避することを目的としている。【解決手段】このため、焼却炉内への空気を遮断して被燃焼物を乾留する乾留処理と、乾留処理後の残留物質に空気を供給して燃焼させる燃焼処理とを制御手段によって実施する焼却炉の燃焼制御装置において、第１回目の乾留処理及び第１回目の燃焼処理が終了した後に、少なくとも第２回目の乾留処理及び第２回目の燃焼処理を実行すべく、動作制御する機能を前記制御手段に付加して設けている。【選択図】図１
2005114209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却炉内への空気を遮断して被燃焼物を乾留する乾留処理と、乾留処理後の残留物質に空気を供給して燃焼させる燃焼処理とを制御手段によって実施する焼却炉の燃焼制御装置において、第１回目の乾留処理及び第１回目の燃焼処理が終了した後に、少なくとも第２回目の乾留処理及び第２回目の燃焼処理を実行すべく、動作制御する機能を前記制御手段に付加して設けたことを特徴とする焼却炉の燃焼制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、合計で２回の処理動作を行う際に、第１回目の乾留処理における第１乾留設定時間に対して、第２回目の乾留処理における第２乾留設定時間を小さく設定するとともに、第１回目の燃焼処理における第１燃焼設定時間及び第１燃焼設定温度に対して、第２回目の燃焼処理における第２燃焼設定時間及び第２燃焼設定温度を小さく設定したことを特徴とする請求項１に記載の焼却炉の燃焼制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は焼却炉の燃焼制御装置に係り、特に被燃焼物に対して乾留処理と燃焼処理とを２回以上繰り返し行い、被燃焼物の燃え残りの発生を回避する焼却炉の燃焼制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
焼却炉としては、都市ごみ等の被燃焼物を燃焼させて焼却する大型のものや、一般家庭から出されるゴミ等の少量の被燃焼物を燃焼させて焼却する小型のものがある。そして、焼却炉には、被燃焼物の燃焼量に応じて適正な燃焼用空気を供給するために、燃焼制御装置を設けているものがある。
【０００３】
この燃焼制御装置は、排気中の酸素濃度や一酸化炭素濃度（「ＣＯ濃度」ともいう。）等を検出する濃度検出手段や、燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給手段を有し、制御手段によって濃度検出手段の検出値に応じて適正な燃焼用空気を供給するように燃焼用空気供給手段を動作制御している。
【０００４】
これにより、特に大型の焼却炉は、被燃焼物の燃焼量に応じた燃焼用空気を供給して適正な燃焼を実現し、排気中のＣＯやダイオキシン類等の有害成分の発生を低減させている。
【０００５】
また、小型の焼却炉としては、半乾留式小型焼却炉がある。この半乾留式小型焼却炉は、空気を遮断した後に被燃焼物を加熱し、この被燃焼物の水分を蒸発させて燃え易い炭化状態とし、燃焼用空気を供給して被燃焼物が灰となるまで燃焼させるものである。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１１００２７号公報
【特許文献２】特開平９−４９６２３号公報
【特許文献３】特開２００１−１４７００７号公報
【０００７】
特開平８−１１００２７号公報に開示されるものは、排ガス中のＣＯ濃度及び酸素濃度から演算されるＣＯ濃度換算値が上昇したらダンパを開放して空気量を増やして燃焼を促進し、ＣＯを減少させる一方、ＣＯ濃度換算値が下降したらダンパを絞って空気量を減らしてＮＯｘを減少させ、また、排ガス中のＮＯｘ濃度及び酸素濃度から演算されるＮＯｘ濃度換算値が上限設定値を越えたらインターロックを作動してダンパを手動操作可能とするとともに所定開度に戻してＮＯｘ濃度の上昇を抑制するものである。
【０００８】
特開平９−４９６２３号公報に開示されるものは、炉内温度と排ガスの酸素濃度・ＮＯｘの濃度・ＣＯ濃度とにより二次空気量制御値を演算し、この二次空気量制御値に基づき流量調節機構を開閉制御して炉内温度及び炉排出酸素濃度が一定となるように制御し、一次燃焼空気制御手段によって流量調節機構を開閉制御して酸素濃度・ＮＯｘの濃度・ＣＯ濃度を制御するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、従来の焼却炉、例えば半乾留式小型焼却炉において、炉床面積が狭い場合や被燃焼物の処理量が少ない場合には何ら不具合はないが、炉床面積が広い場合、あるいは被燃焼物の処理量が多い場合には、乾留及び燃焼処理の終了時に燃え残りが発生し易いという不都合がある。
【００１０】
この燃え残りの発生の原因としては、乾留処理中に被燃焼物が加熱されて被燃焼物の外周部分が熱能量を受け、被燃焼物の外周部分の炭化が進行するが、被燃焼物の中心部分には熱が伝達され難いため、乾留処理の終了後に、被燃焼物の中心部分が炭化されておらず、水分が含まれている状態となり、この被燃焼物の中心部分が燃え残りとなるものである。
【００１１】
この被燃焼物の中心部分の燃え残りを解消するために、乾留処理時間を延長することが考えられるが、被燃焼物の中心部分の周囲にある炭等は中心部分へ熱を伝達する際の障害となるため、効果が低く、効率良く燃え残りを解消ではないという不都合がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、焼却炉内への空気を遮断して被燃焼物を乾留する乾留処理と、乾留処理後の残留物質に空気を供給して燃焼させる燃焼処理とを制御手段によって実施する焼却炉の燃焼制御装置において、第１回目の乾留処理及び第１回目の燃焼処理が終了した後に、少なくとも第２回目の乾留処理及び第２回目の燃焼処理を実行すべく、動作制御する機能を前記制御手段に付加して設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上詳細に説明した如くこの本発明によれば、焼却炉内への空気を遮断して被燃焼物を乾留する乾留処理と、乾留処理後の残留物質に空気を供給して燃焼させる燃焼処理とを制御手段によって実施する焼却炉の燃焼制御装置において、第１回目の乾留処理及び第１回目の燃焼処理が終了した後に、少なくとも第２回目の乾留処理及び第２回目の燃焼処理を実行すべく、動作制御する機能を制御手段に付加して設けたので、焼却炉内に投入された被燃焼物を完全灰化させ、燃え残りの発生を回避することができるとともに、炉床面積が広い場合や被燃焼物の処理量が多い場合等に役立ち、実用上有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
上述の如く発明したことにより、制御手段によって、第１回目の乾留処理及び第１回目の燃焼処理が終了した後に、少なくとも第２回目の乾留処理及び第２回目の燃焼処理を実行させるべく動作制御し、焼却炉内に投入された被燃焼物を完全灰化させ、燃え残りの発生を回避している。
【実施例】
【００１５】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
【００１６】
図１〜図３はこの発明の実施例を示すものである。図２において、２は被燃焼物、４は半乾留式、且つ小型の焼却炉である。
【００１７】
前記被燃焼物２を燃焼する焼却炉４は、乾留処理を行う一次ハウジング６と、一次ハウジング６の上部に搭載した燃焼処理を行う二次ハウジング８と、二次ハウジング８に一端側を接続した煙管１０とから形成される。
【００１８】
前記一次ハウジング６内には、被燃焼物２が投入される一次燃焼室１２を形成して設けている。前記二次ハウジング８内には、一次燃焼室１２に連通する二次燃焼室１４を形成して設けている。前記煙管１０は、二次燃焼室１４の排気口１６に一端側を連通する煙道１８を形成して設け、この煙道１８の他端側を他端側を大気に開放している。
【００１９】
また、前記一次ハウジング６には、一次燃焼室１２の周囲に被燃焼物２を加熱して乾留する一次電気ヒータ２０を設け、一次燃焼室１２の温度を検出する温度検出手段として一次燃焼室温度センサ２２を設けている。一次燃焼室温度センサ２２は、一次燃焼室１２に臨ませて配設した温度検出部２４と、この温度検出部２４の検出した温度信号を出力する信号出力部２６とを設けている。
【００２０】
更に、前記二次ハウジング８には、二次燃焼室１４の周囲に乾留ガスを加熱して燃焼する二次電気ヒータ２８を設け、二次燃焼室１４の温度を検出する温度検出手段として二次燃焼室温度センサ３０を設けている。二次燃焼室温度センサ３０は、二次燃焼室１４に臨ませて配設した温度検出部３２と、この温度検出部３２の検出した温度信号を出力する信号出力部３４とを設けている。
【００２１】
前記一次電気ヒータ２０と一次燃焼室温度センサ２２と二次電気ヒータ２８と二次燃焼室温度センサ３０とは、燃焼制御装置３６の制御手段３８に接続されている。制御手段３８には、一次電気ヒータ２０と二次電気ヒータ２８とに電源を供給する電源部４０が接続されている。
【００２２】
前記燃焼制御装置３６は、制御手段３８によって、先ず電源部４０から二次電気ヒータ２８に電源を供給して二次燃焼室１４を加熱し、次に電源部４０から一次電気ヒータ２０に電源を供給して一次燃焼室１２を加熱する。制御手段３８は、一次燃焼室温度センサ２２によって一次燃焼室１２の温度を一次燃焼用温度（例えば、６３０度）に維持して被燃焼物２を乾留し、二次燃焼室温度センサ３０によって二次燃焼室１４の温度を二次燃焼用温度（例えば、１０００度）に維持して発生した乾留ガスを燃焼する。
【００２３】
このように、前記焼却炉４は、被燃焼物２を一次電気ヒータ２０で加熱して乾留する、いわゆる乾留処理を行う一次燃焼室１２と、この一次燃焼室１２で発生した乾留ガスを二次電気ヒータ２８で加熱して燃焼する、いわゆる燃焼処理を行う二次燃焼室１４とを備えている。
【００２４】
そして、前記焼却炉４には、一次燃焼室１２に一次燃焼用空気を供給する一次燃焼用空気供給手段４２を設けている。一次燃焼用空気供給手段４２は、外気を一次燃焼用空気として圧送する一次ブロア４４と、この一次ブロア４４の圧送する一次燃焼用空気を一次燃焼室１２の下方に供給する一次供給管４６と、を設けている。
【００２５】
また、前記焼却炉４は、二次燃焼室１４に二次燃焼用空気を供給する二次燃焼用空気供給手段４８を設けている。二次燃焼用空気供給手段４８は、外気を二次燃焼用空気として圧送する二次ブロア５０と、この二次ブロア５０の圧送する二次燃焼用空気を二次燃焼室１４の下方に供給する一次供給管５２と、を設けている。
【００２６】
更に、前記焼却炉４は、二次燃焼室１４の排気口１６の排気温度を検出する温度検出手段として排気温度センサ５４を設けている。排気温度センサ５４は、排気口１６に臨ませて配設した温度検出部５６と、この温度検出部５６の検出した温度信号を出力する信号出力部５８とを設けている。
【００２７】
前記一次ブロア４４と二次ブロア５０と信号出力部５８とは、前記燃焼制御装置３６の制御手段３８に接続されている。燃焼制御装置３６は、排気温度センサ５４の信号出力部５６から温度信号を制御手段３８に入力し、電源部４０から一次・二次燃焼用空気供給手段４２・４８の一次・二次ブロア４４・５０に電源を供給して動作制御し、一次・二次燃焼用空気を調整する。
【００２８】
前記燃焼制御装置３６は、制御手段３８によって、一次燃焼室１２に一次燃焼用空気を供給せずに被燃焼物２を乾留し、乾留処理後に発生する炭や灰、乾留ガス等の残留物質を２次燃焼室１４において燃焼する場合には、二次燃焼室１４への二次燃焼用空気の供給を停止して一次燃焼室１２に一次燃焼用空気を供給するように、一次燃焼用空気供給手段４２及び二次燃焼用空気供給手段４８を動作制御する。
【００２９】
このとき、前記燃焼制御装置３６の制御手段３８は、第１回目の乾留処理及び第１回目の燃焼処理が終了した後に、少なくとも第２回目の乾留処理及び第２回目の燃焼処理を実行すべく、動作制御する機能を有している。
【００３０】
詳述すれば、合計で２回の処理動作を行う際に、第１回目の乾留処理における第１乾留設定時間ＫＴ１に対して、第２回目の乾留処理における第２乾留設定時間ＫＴ２を小さく設定するとともに、第１回目の燃焼処理における第１燃焼設定時間ＮＴ１及び第１燃焼設定温度ＮＰ１に対して、第２回目の燃焼処理における第２燃焼設定時間ＮＴ２及び第２燃焼設定温度ＮＰ２を小さく設定する。
【００３１】
すなわち、図１に示す如く、第１回目の乾留処理における第１乾留設定時間ＫＴ１に対して、第２回目の乾留処理における第２乾留設定時間ＫＴ２を半分程度に設定する。
【００３２】
また、図１に示す如く、第１回目の燃焼処理における第１燃焼設定時間ＮＴ１に対して、第２回目の燃焼処理における第２燃焼設定時間ＮＴ２を１／３程度に設定する。
【００３３】
更に、図１に示す如く、第１及び第２回目の乾留設定温度ＫＰを等しく設定し、この乾留設定温度ＫＰに対して、第１回目の燃焼処理における第１燃焼設定温度ＮＰ１を大きく、つまり高く設定するとともに、この第１回目の燃焼処理における第１燃焼設定温度ＮＰ１に対して、第２回目の燃焼処理における第２燃焼設定温度ＮＰ２を小さく、つまり低く、且つ前記第１及び第２回目の乾留設定温度ＫＰよりも大きく、つまり高く設定する。
【００３４】
次に、図３のフローチャートに沿って作用を説明する。
【００３５】
前記燃焼制御装置３６の制御手段３８による制御用プログラムがスタート（１００）すると、前記焼却炉４が乾留設定温度ＫＰに到達したか否かの判断（１０２）を行う。
【００３６】
この判断（１０２）がＮＯの場合には、判断（１０２）がＹＥＳとなるまで判断（１０２）を繰り返し行い、判断（１０２）がＹＥＳの場合には、第１回目の乾留処理を実行（１０４）し、第１回目の乾留処理における第１乾留設定時間ＫＴ１が経過したか否かの判断（１０６）に移行する。
【００３７】
そして、第１回目の乾留処理における第１乾留設定時間ＫＴ１が経過したか否かの判断（１０６）において、判断（１０６）がＮＯの場合には、判断（１０６）がＹＥＳとなるまで判断（１０６）を繰り返し行い、判断（１０６）がＹＥＳの場合には、第１回目の燃焼処理を実行（１０８）し、第１回目の燃焼処理における第１燃焼設定時間ＮＴ１が経過したか否かの判断（１１０）に移行する。
【００３８】
第１回目の燃焼処理における第１燃焼設定時間ＮＴ１が経過したか否かの判断（１１０）において、判断（１１０）がＮＯの場合には、判断（１１０）がＹＥＳとなるまで判断（１１０）を繰り返し行い、判断（１１０）がＹＥＳの場合には、第２回目の乾留処理を実行（１１２）し、第２回目の乾留処理における第２乾留設定時間ＫＴ２が経過したか否かの判断（１１４）に移行する。
【００３９】
この第２回目の乾留処理における第２乾留設定時間ＫＴ２が経過したか否かの判断（１１４）において、判断（１１４）がＮＯの場合には、判断（１１４）がＹＥＳとなるまで判断（１１４）を繰り返し行い、判断（１１４）がＹＥＳの場合には、第２回目の燃焼処理を実行（１１６）し、第２回目の燃焼処理における第２燃焼設定時間ＮＴ２が経過したか否かの判断（１１８）に移行する。
【００４０】
第２回目の燃焼処理における第２燃焼設定時間ＮＴ２が経過したか否かの判断（１１８）において、判断（１１８）がＮＯの場合には、判断（１１８）がＹＥＳとなるまで判断（１１８）を繰り返し行い、判断（１１８）がＹＥＳの場合には、前記燃焼制御装置３６の制御手段３８による制御用プログラムをエンド（１２０）とする。
【００４１】
図１のタイムチャートに沿って説明すると、被燃焼物２を燃焼する焼却炉４に投入した後、始めに空気を遮断し、前記焼却炉４を乾留設定温度ＫＰまで加熱する。
【００４２】
そして、第１回目の乾留処理における第１乾留設定時間ＫＴ１だけ被燃焼物２を加熱し、被燃焼物２の外周部位を炭化させ、水分を蒸発させる。
【００４３】
次に、前記焼却炉４内に空気を供給し、第１回目の燃焼処理における第１燃焼設定時間ＮＴ１だけ燃焼させる。
【００４４】
この第１回目の燃焼処理後には、被燃焼物２の外周部分は灰となり、図示しない灰皿に落ちることとなる。
【００４５】
その後、再度空気の供給を遮断し、乾留設定温度ＫＰを維持しつつ、第２回目の乾留処理における第２乾留設定時間ＫＴ２だけ被燃焼物２を加熱する。
【００４６】
このとき、第１回目の乾留及び燃焼処理によって被燃焼物２の外周部分が焼却されているため、熱を遮断するような障碍物がなく、被燃焼物２の中央部分に対して直接熱能量が加えられる。
【００４７】
最後に、前記焼却炉４内に再度空気を供給し、第２回目の燃焼処理における第２燃焼設定時間ＮＴ２だけ燃焼させ、被燃焼物２を完全灰化させる。
【００４８】
これにより、第１回目の乾留処理及び第１回目の燃焼処理が終了した後に、少なくとも第２回目の乾留処理及び第２回目の燃焼処理を実行すべく、動作制御する機能を有する前記燃焼制御装置３６の制御手段３８によって、焼却炉４内に投入された被燃焼物２を完全灰化させ、燃え残りの発生を回避することができるとともに、炉床面積が広い場合や被燃焼物２の処理量が多い場合等に役立ち、実用上有利である。
【００４９】
また、合計で２回の処理動作を行う際に、第１回目の乾留処理における第１乾留設定時間ＫＴ１に対して、第２回目の乾留処理における第２乾留設定時間ＫＴ２を小さく設定するとともに、第１回目の燃焼処理における第１燃焼設定時間ＮＴ１及び第１燃焼設定温度ＮＰ１に対して、第２回目の燃焼処理における第２燃焼設定時間ＮＴ２及び第２燃焼設定温度ＮＰ２を小さく設定したことにより、前記焼却炉４の炉内温度状況を勘案しつつ、被燃焼物２の焼却処理を効率良く実施し得るものである。
【００５０】
なお、この発明は上述実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。
【００５１】
例えば、この発明の実施例においては、合計で２回の乾留処理及び燃焼処理を行う構成としたが、第３回目以上の乾留処理及び第３回目以上の燃焼処理を実行する特別構成とすることも可能である。
【００５２】
また、この発明の実施例においては、第１回目の乾留処理及び第１回目の燃焼処理が終了した後に、第２回目の乾留処理及び第２回目の燃焼処理をすぐに実行する構成としたが、第１回目の乾留処理及び第１回目の燃焼処理と、第２回目の乾留処理及び第２回目の燃焼処理との間に振動処理を追加する特別構成とすることも可能である。
【００５３】
すなわち、第１回目の燃焼処理後に、被燃焼物の外周部分が灰となっているため、このような状況で焼却炉、特に燃焼室部位を振動させる振動処理を行い、被燃焼物の外周部分の灰を積極的に落下させ、その後に第２回目の乾留処理及び第２回目の燃焼処理を実行するものである。
【００５４】
さすれば、第１回目の燃焼処理後に、振動処理によって被燃焼物の外周部分の灰を積極的に落下させることができ、第２回目の乾留処理及び第２回目の燃焼処理による効率を向上し得るものである。
【００５５】
更に、この発明の実施例においては、第１回目の乾留処理における第１乾留設定時間ＫＴ１に対して、第２回目の乾留処理における第２乾留設定時間ＫＴ２を小さく設定するとともに、第１回目の燃焼処理における第１燃焼設定時間ＮＴ１及び第１燃焼設定温度ＮＰ１に対して、第２回目の燃焼処理における第２燃焼設定時間ＮＴ２及び第２燃焼設定温度ＮＰ２を小さく設定し、第２回目の各項目における数値を予め設定する構成としたが、被燃焼物の残量に応じて変動させる機能を前記燃焼制御装置の制御手段に付加する特別構成とすることも可能である。
【００５６】
すなわち、燃焼制御装置の制御手段によって、被燃焼物の残量に応じて、第２回目の乾留処理における第２乾留設定時間ＫＴ２や第２回目の燃焼処理における第２燃焼設定時間ＮＴ２及び第２燃焼設定温度ＮＰ２を任意に設定するものである。
【００５７】
さすれば、被燃焼物の残量に応じて、被燃焼物を効率良く焼却することができ、焼却不足による燃え残りの発生や焼却過剰による熱源コストの悪化を防止し得て、経済的に有利である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】この発明の実施例を示す燃焼制御装置の制御手段の制御用タイムチャートである。
【図２】燃焼制御装置の概略構成図である。
【図３】燃焼制御装置の制御手段の制御用フローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
２  被燃焼物
４  焼却炉
６  一次ハウジング
８  二次ハウジング
１０  煙管
１２  一次燃焼室
１４  二次燃焼室
１６  排気口
１８  煙道
２０  一次電気ヒータ
２２  一次燃焼室温度センサ
２４  温度検出部
２６  信号出力部
２８  二次電気ヒータ
３０  二次燃焼室温度センサ
３２  温度検出部
３４  信号出力部
３６  燃焼制御装置
３８  制御手段
４０  電源部
４２  一次燃焼用空気供給手段
４４  一次ブロア
４６  一次供給管
４８  二次燃焼用空気供給手段
５０  二次ブロア
５２  一次供給管
５４  排気温度センサ
５６  温度検出部
５８  信号出力部
【図１】
2005114209.tif 000003
【図２】
2005114209.tif 000004
【図３】
2005114209.tif 000005