(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥機の投入口に供給ホッパを臨ませ、熱風吹込口に熱風炉を接続し、排出口に取出コンベヤを臨ませ、排気口に乾燥ファンを接続するとともに、この排気口に臨ませて温度センサを具え、更に前記乾燥機内部に散水するための散水機構を具え、また排ガスの酸素濃度を検出するための酸素濃度検出器を具えて、前記温度センサの検出値によって前記熱風炉に具えたバーナの燃焼度を制御して含水率の一定な乾燥品を得るゴミ乾燥装置の運転において、前記バーナの燃焼度が低い場合には、前記乾燥機における乾燥作用部に散水して排ガスの温度を低下させ、温度センサの検出値を意図的に下げることよって、この温度センサの検出値に支配される前記バーナの燃焼度を上昇させて、前記乾燥機内部の酸素濃度を低下させることを特徴とするゴミ乾燥装置における酸素濃度制御方法。
【請求項２】
前記バーナの燃焼度は、乾燥機内部の酸素濃度の検出値から判断することを特徴とする請求項１記載のゴミ乾燥装置における酸素濃度制御方法。
【請求項３】
前記バーナの燃焼度は、バーナ開度の検出値から判断することを特徴とする請求項１記載のゴミ乾燥装置における酸素濃度制御方法。
【請求項４】
前記バーナの燃焼度は、燃料流量の検出値から判断することを特徴とする請求項１記載のゴミ乾燥装置における酸素濃度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は都市ゴミ等の高温熱風乾燥を行う乾燥設備に関するものであり、特に乾燥機内部の酸素濃度を低い状態に維持することで乾燥機内部での発火を防ぐことのできる、ゴミ乾燥装置における酸素濃度制御方法に係るものである。
【０００２】
【発明の背景】
従来、都市において排出される家庭ゴミ、産業廃棄物等（以下都市ゴミと称する）は、大部分が埋立処分や焼却処分されていたのであるが、近時このものを乾燥させて例えばゴミ固形燃料（ＲＤＦ）としてＲＤＦ発電に再利用することが試みられている。
このようなＲＤＦを得るためのゴミ乾燥装置１′は図２に骨格的に示すように、乾燥機２′に対して、供給ホッパ３′から都市ゴミＤを投入し、更にバーナ４ａ′により加熱された熱風炉４′から数百度の熱風を供給するものである。
【０００３】
このような都市ゴミ乾燥装置１′においては、乾燥品Ｄ1 の含水率を一定にすべく、排気温度の値によって熱風炉４′に具えたバーナ４ａ′の燃焼度を制御しているのであるが、被乾燥物たる都市ゴミＤの含有水分の変動に応じてバーナ４ａ′の燃焼度が変化するため乾燥機２′内の酸素濃度が変化することは避けられず、これに起因する発火の危険性を伴うものであった。
【０００４】
具体的には乾燥機２′に投入する都市ゴミＤの含有水分が多くなると、都市ゴミＤを乾燥するための熱量が多くなるため排ガスの温度が低下する。乾燥不足を防いで乾燥品Ｄ1 の含水率を一定にすべく所要の熱量を供給するためにバーナ４ａ′の開度を大きくして燃焼度を増すと、バーナ４ａ′から乾燥機２′に供給される熱風の酸素濃度が低下する。従ってこのような状況下では乾燥機２′内部が低酸素濃度であるため、乾燥の進んだ都市ゴミＤまたは乾燥品Ｄ1 は極めて発火しにくい。
一方、乾燥機２′に投入する都市ゴミＤの含有水分が少なくなると、都市ゴミＤを乾燥するための熱量が少なくなるため排ガスの温度が上昇する。過乾燥を防いで乾燥品Ｄ1 の含水率を一定にすべく供給熱量を減少するためにバーナ４ａ′の開度を小さくして燃焼度を減らすと、バーナ４ａ′から乾燥機２′に供給される熱風の酸素濃度が上昇する。従ってこのような状況下では乾燥機２′内部が高酸素濃度であるため、高温下にある乾燥の進んだ都市ゴミＤまたは乾燥品Ｄ1 が発火してしまい、はなはだしい場合には乾燥品Ｄ1 の焼失、乾燥機２′の損傷を招いてしまうのである。
【０００５】
因みに本出願人は、バーナ停止後の乾燥機内での発火防止方法を発明し、すでに「都市ごみ乾燥設備並びにその発火防止方法」として出願に至っており（特開平９−１３８０６９号）クールダウン運転時の乾燥機内部での発火防止については解決するに至っている。
【０００６】
【解決を試みた技術課題】
本発明はこのような背景からなされたものであり、被乾燥物たる都市ゴミの含有水分が変動した場合であっても乾燥機内部の酸素濃度を低い状態に維持することで乾燥機内部での発火を防ぐことのできる、ゴミ乾燥装置における酸素濃度制御方法を開発することを技術課題としたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち請求項１記載のゴミ乾燥装置における酸素濃度制御方法は、乾燥機の投入口に供給ホッパを臨ませ、熱風吹込口に熱風炉を接続し、排出口に取出コンベヤを臨ませ、排気口に乾燥ファンを接続するとともに、この排気口に臨ませて温度センサを具え、更に前記乾燥機内部に散水するための散水機構を具え、また排ガスの酸素濃度を検出するための酸素濃度検出器を具えて、前記温度センサの検出値によって前記熱風炉に具えたバーナの燃焼度を制御して含水率の一定な乾燥品を得るゴミ乾燥装置の運転において、前記バーナの燃焼度が低い場合には、前記乾燥機における乾燥作用部に散水して排ガスの温度を低下させ、温度センサの検出値を意図的に下げることよって、この温度センサの検出値に支配される前記バーナの燃焼度を上昇させて、前記乾燥機内部の酸素濃度を低下させることを特徴として成る。
この発明によれば、乾燥機内部で乾燥の進んだ都市ゴミまたは乾燥品の発火を防止することができる。
【０００８】
また請求項２記載のゴミ乾燥装置における酸素濃度制御方法は、前記請求項１記載の要件に加え、前記バーナの燃焼度は、乾燥機内部の酸素濃度の検出値から判断することを特徴として成る。
この発明によれば、発火の最大の原因である乾燥機内部の高酸素濃度状態を直接的に検知することで、乾燥機内部での乾燥の進んだ都市ゴミまたは乾燥品の発火をより確実に防止することができる。
【０００９】
更にまた請求項３記載のゴミ乾燥装置における酸素濃度制御方法は、前記請求項１記載の要件に加え、前記バーナの燃焼度は、バーナ開度の検出値から判断することを特徴として成る。
この発明によれば、バーナの燃焼度を定量的に認識することで、乾燥機内部での乾燥の進んだ都市ゴミまたは乾燥品の発火防止に寄与することができる。
【００１０】
更にまた請求項４記載のゴミ乾燥装置における酸素濃度制御方法は、前記請求項１記載の要件に加え、前記バーナの燃焼度は、燃料流量の検出値から判断することを特徴として成る。
この発明によれば、バーナの燃焼度を定量的に認識することで、乾燥機内部での乾燥の進んだ都市ゴミまたは乾燥品の発火防止に寄与することができる。
そしてこれら各請求項記載の発明により前記課題の解決が図られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の適用対象となる「ゴミ乾燥装置」について図面に基づいて説明し、その作動状態と併せて本発明の「ゴミ乾燥装置における酸素濃度制御方法」について説明する。
図１に骨格的に示すのがゴミ乾燥装置１であり、このものは乾燥機２の投入口２１に供給ホッパ３の排出部を臨ませ、また排出口２２には取出コンベヤ５を臨ませて成る。また前記乾燥機２の熱風吹込口２４には熱風炉４を接続し、排気口２３には管路を経由して乾燥ファン７を接続して成り、更にこのファン７の後段には脱臭炉６が接続されて成る。
【００１２】
次に上述したゴミ乾燥装置１を構成する諸部材について付設される機器とともに詳細に説明する。まず供給ホッパ３について説明する。このものは箱型の容器の底部にスクリューコンベヤを具え、容器内に収容された都市ゴミＤをスクリューコンベヤの回転度により定量排出するものである。
【００１３】
次に熱風炉４について説明する。熱風炉４は耐火材で内張りされた炉であって、熱源としてバーナ４ａを具え、このバーナ４ａによって外気を加熱して加熱空気を得る。本実施の形態では約５００℃の加熱空気を得ることができる能力とする。
そしてこのバーナ４ａと、燃料タンク４ｂとの間にはバルブ４ｃ及び流量計１２を具えて成るものであって、バーナ４ａの燃焼度は、燃料タンク４ｂから供給される燃料の量をバルブ４ｃの開放度によって調節することで制御される。
【００１４】
次に乾燥機２について説明する。乾燥機２としては一例として回転ドラム式乾燥機を用いる。このものは、図示は省略するがドラム２０の中心付近を貫通するように攪拌羽根を具備した攪拌軸を具えて成り、ドラム２０の一方の蓋部材に熱風吹込口２４を設けるとともに、ドラム２０内を臨むようにスクリューコンベヤを具え、このスクリューコンベヤにはバケット状の投入口２１を設ける。そしてもう一方の蓋部材に排出口２２及び排気口２３を設け、この排気口２３に臨ませて抵抗温度計、熱電温度計等を適用した温度センサ１０を具えて成る。
【００１５】
また前記乾燥機２の乾燥作用部であるドラム２０内に水を供給するための散水機構１５を具えるのであって、この散水機構１５は一例としてドラム２０内部に長手方向に沿ってシャワーリングノズル１６を具えたパイプを配設して成り、このパイプには適宜のポンプＰを経由して水槽１７が接続される。
【００１６】
また前記乾燥機２内部には更に酸素濃度検出器１１を具えるものであり、このものは固体電解質膜やガルバニ電池式の溶存酸素計を用いて酸素分圧に対して応答を示す電極としたり、ジルコニア系セラミックスを用いた素子を検出部として具えて成る。
【００１７】
次に脱臭炉６について説明する。このものは気体を加熱するためのバーナ６ａを具備した炉であって、この脱臭炉６から排気される加熱された気体から熱回収を図る熱交換器６ｂを具えて成り、気体を燃焼、酸化させて脱臭する装置である。
【００１８】
次に取出コンベヤ５について説明する。このものはトラフの底部にスクリューコンベヤを具えて成り、トラフに落下投入された都市ゴミＤをスクリューコンベヤの回転度により順次排出する装置である。
【００１９】
本発明の適用対象となるゴミ乾燥装置１は上述したように構成されるものであり、以下この設備の作動状態を説明しながら、併せて本発明の「ゴミ乾燥装置における酸素濃度制御方法」について説明する。
まず供給ホッパ３の容器内に収容された都市ゴミＤを乾燥機２の投入口２１に投入する。都市ゴミＤは乾燥機２内において、ドラム２０の回転と攪拌羽根の作用とにより破砕、攪拌されながら、熱風炉４から供給された熱風（約５００℃）と接触して乾燥処理がなされて乾燥品Ｄ1 となり、順次排出口２２から取出コンベヤ５に向けて排出される。
【００２０】
一方、都市ゴミＤを乾燥した熱風は都市ゴミＤの水分その他の成分を吸収した排ガスとなるのであり、この排ガスの酸素濃度は約１０〜１５％、温度は１５０〜１８０℃である。
そして排ガスは乾燥ファン７の吸引作用により排気口２３から排出され、乾燥ファン７の後段に位置する脱臭炉６に投入され、燃焼、酸化されて脱臭処理が施され、熱交換器６ｂによって熱を吸収された後、外部に排出される。
【００２１】
そして含水率の一定な乾燥品Ｄ1 を得るために被処理物である都市ゴミＤの含有水分に応じて熱風炉４に具えたバーナ４ａの燃焼度を、コンピュータによる自動制御で、あるいは手動で調節するのであり、この都市ゴミＤの含有水分を乾燥機２における排気口２３に臨ませて具えた温度センサ１０の検出値によって判断する。
つまり都市ゴミＤの含有水分が高くなると、都市ゴミＤを乾燥するための熱量が多くなるため排ガスの温度が低下する。一方、乾燥機に投入する都市ゴミＤの含有水分が低くなると、都市ゴミＤを乾燥するための熱量が少なくなるため排ガスの温度が上昇するのである。
この結果から前記熱風炉４に具えたバーナ４ａの燃焼度を、バルブ４ｃの開放度を調節して燃料供給量を変化させて制御し、乾燥機２に供給する熱量を調節して含水率の一定な乾燥品Ｄ1 を得るのである。
【００２２】
ゴミ乾燥装置１による都市ゴミＤの乾燥は上述のように行われるのであり、以下、都市ゴミＤの含有水分に応じた運転について説明する。
（１）バーナの燃焼度が高い場合の運転
まず熱風炉４に具えたバーナ４ａの燃焼度が高い場合の運転について説明する。上述のように、含有水分の高い都市ゴミＤが投入されると排ガス温度が下降するため、バルブ４ｃの開放度を増大させてバーナ４ａの燃焼度を増大させる。
バーナ４ａの燃焼度が増大すると燃焼ガスの酸素濃度は低くなるため、乾燥機２内での都市ゴミＤあるいは排出口２２付近の乾燥品Ｄ1 の発火率は低下する。
【００２３】
（２）バーナの燃焼度が低い場合の運転
次に熱風炉４に具えたバーナ４ａの燃焼度が低い場合の運転について説明する。上述のように、含有水分の低い都市ゴミＤが投入されると排ガス温度が上昇するため、バルブ４ｃの開放度を減少させてバーナ４ａの燃焼度を減少させる。
バーナ４ａの燃焼度が減少すると燃焼ガスの酸素濃度は高くなるため、乾燥機２内での都市ゴミＤあるいは排出口２２付近の乾燥品Ｄ1 の発火率は上昇する。
【００２４】
そこで本発明の特徴的手法として、バーナ４ａの燃焼度が低いことを検知した場合には、前記散水機構１５を稼働して乾燥機２の乾燥作用部であるドラム２０内に散水する。
この散水によって熱風炉４から供給される熱風の有する熱量が水の乾燥に消費されるため、排ガスの温度が低下するのである。
このように温度センサ１０の検出値を意図的に下げることよって、この温度センサ１０の検出値に支配される前記バーナ４ａの燃焼度を上昇させて、前記乾燥機２内部の酸素濃度を低下させるのである。
【００２５】
ここで前記バーナ４ａの燃焼度が、発火を引き起こす危険性のある状態か否かを判断するための手法について説明する。
（ａ）乾燥機内部の酸素濃度の検出値からのバーナの燃焼度の判断
まず乾燥機２に具えた酸素濃度検出器１１の検出値から、バーナ４ａの燃焼度を判断する方法について説明する。
この場合には、乾燥機２内部の酸素濃度を直接検知できるため、あらかじめ予備測定等を必要としないのであり、都市ゴミＤの含有水分等と、排ガス温度とから発火の危険性を予測する。
【００２６】
（ｂ）バーナ開度からのバーナの燃焼度の判断
次にバーナ４ａに具えたバルブ４ｃの開度から、バーナ４ａの燃焼度を判断する場合には、あらかじめバルブ４ｃの開度と、乾燥機２内の酸素濃度と、都市ゴミＤの含有水分等と、排ガス温度との相関関係を定量的に把握しておくことで発火の危険性を予測する。
【００２７】
（ｃ）燃料流量からのバーナの燃焼度の判断
次にバーナ４ａに具えた流量計１２の検出値から、バーナ４ａの燃焼度を判断する場合には、あらかじめ流量計１２による燃料流量の検出値と、バルブ４ｃの開度と、乾燥機２内の酸素濃度と、都市ゴミＤの含有水分等と、排ガス温度との相関関係を定量的に把握しておくことで、発火の危険性を予測する。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、被乾燥物たる都市ゴミＤの含有水分が変動した場合であっても乾燥機２内部の酸素濃度を低い状態に維持することで乾燥機２内部での発火を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の適用対象となるゴミ乾燥装置を示す骨格図である。
【図２】  従来のゴミ乾燥装置を示す骨格図である。
【符号の説明】
１    ゴミ乾燥装置
２    乾燥機
３    供給ホッパ
４    熱風炉
４ａ  バーナ
４ｂ  燃料タンク
４ｃ  バルブ
５    取出コンベヤ
６    脱臭炉
６ａ  バーナ
６ｂ  熱交換器
７    乾燥ファン
１０  温度センサ
１１  酸素濃度検出器
１２  流量計
１５  散水機構
１６  シャワーリングノズル
１７  水槽
２０  ドラム
２１  投入口
２２  排出口
２３  排気口
２４  熱風吹込口
Ｄ    都市ゴミ
Ｄ1   乾燥品
Ｐ    ポンプ
【図１】
0003867259.tif 000002
【図２】
0003867259.tif 000003