JPH11293257A

JPH11293257A - 炭化処理装置の運転方法及び炭化処理装置

Info

Publication number: JPH11293257A
Application number: JP11028001A
Authority: JP
Inventors: Tetsushi Mita; 哲史三田; Kazunari Aida; 一成会田; Masaki Date; 正記伊達
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1998-02-12
Filing date: 1999-02-05
Publication date: 1999-10-26

Abstract

(57)【要約】【課題】過度の炭化運転を防止し、省エネルギーを図る
とともに、運転操作が簡易な炭化処理装置及び運転方法
を提供する。【解決手段】廃棄物を収納する炭化室３と、炭化室３を
加熱する加熱機４と、炭化室３内に設けられ廃棄物を撹
拌する撹拌翼１５と、この撹拌翼１５を駆動する電動機
１７と、炭化室３から発生した未燃焼ガスを燃焼させる
二次燃焼室６と、を備える炭化処理装置であって、その
装置には、炭化室の温度を検知する温度センサ２０と、
電動機１７の電流値を検知する電流センサ２４とが具備
され、その装置の炭化処理運転は、温度センサ２０及び
電流センサ２４を介した制御手段２１により制御されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、木材、紙、合成樹
脂、家庭の生ゴミ等の可燃性廃棄物を炭化処理する炭化
処理装置の運転方法及び炭化処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６に示すように、この種の従来の炭化
処理装置１０１は、廃棄物を収納して未燃焼ガスを発生
させる炭化室１０３と、炭化室１０３を加熱する一次バ
ーナ（加熱機）１０５を備えた一次燃焼室１０７と、炭
化室１０３から発生したガスを燃焼させる二次燃焼室１
０９と、を備えており、加熱により廃棄物から発生した
未燃焼ガスを二次燃焼室１０９に導入し、二次バーナ
（燃焼機）１１１で燃焼させている。なお、炭化室１０
３内には、廃棄物を撹拌する撹拌翼１１９が設けられて
おり、この撹拌翼１１９は電動機１２１により駆動され
ている。この電動機１２１は、撹拌時間設定タイマ１２
２により設定した時間内で駆動するようになっている。

【０００３】一方、一次バーナ１０５は、炭化室１０３
に設けられた温度センサ１１３、温度コントローラ１１
５及び加熱時間設定タイマ１１７により制御されてい
る。

【０００４】従来の制御では、一次バーナ１０５の制御
は加熱時間設定タイマ１１７が優先しており、加熱時間
設定タイマ１１７で設定した時間が終了すれば一次バー
ナ１０５の運転が停止する。加熱時間設定タイマ１１７
の設定時間内では、温度コントローラ１１５による温度
設定よりも温度センサ１１３による検知温度が低い場合
には一次バーナ１０５の運転を継続し、設定温度以上の
場合には一次バーナ１１１の運転を停止するようになっ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、一次
バーナ１０５の運転制御では、加熱時間設定タイマ１１
７が優先するため、廃棄物の炭化状態に関係なく、加熱
時間設定タイマ１１７の設定時間を経過すると一次バー
ナ１０５の運転を停止している。この加熱時間設定タイ
マ１１７は使用者が任意に設定するため、設定時間が短
かければ、未炭化の状態で加熱は停止し、適切な炭化処
理ができないという不都合がある。一方、設定時間が長
すぎる場合には炭化室１０３を過度に加熱し続け、燃料
の浪費や省エネルギ化に反するという不都合がある。

【０００６】特に、生ごみは通常水分を約５０〜８０％
含んでおり、このような比較的水分を多く含む廃棄物で
は、炭化処理するべきごみの量や含水状態等により、タ
イマの設定時間をその都度調整する必要がある。また、
使用者は、タイマの設定時間を短かくする傾向にあるた
め、炭化状態を確認しながら何度もやり直すことがあっ
た。更に、未炭化状態になるよりも、設定時間を長くし
て充分に炭化処理する場合には、無用に加熱しすぎるこ
とが多く、炭化処理時間の長時間化やエネルギの無駄を
生じている。

【０００７】本発明は、上記のような問題に鑑みてなさ
れたものであり、過度の炭化運転を防止し、かつ省エネ
ルギー化を図るとともに運転操作が簡易な炭化処理装置
の運転方法又は炭化処理装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、以下の構成をとった。すなわち、本発明
は、先ず、廃棄物を収納する炭化室３と、前記炭化室３
を加熱する加熱機４と、炭化室３内に設けられ廃棄物を
撹拌する撹拌翼１５と、この撹拌翼１５を駆動する電動
機１７と、前記炭化室３から発生した未燃焼ガスを燃焼
させる二次燃焼室６と、を備える炭化処理装置１の運転
方法であって、前記電動機１７にその電流を検知する電
流センサ２４を接続して設け、前記電流センサ２４で検
知される電流値が予め設定した電流値以下になった時、
又は前記電流センサ２４で検知される電流値の変動が予
め設定した所定幅以下になった時を始点として、そこか
ら一定時間経過した時に、前記加熱機４を強制的に停止
することを特徴とする、炭化処理装置１の運転方法に関
するものである。

【０００９】また、本発明は、炭化処理装置にも関する
もので、その炭化処理装置は、廃棄物を収納する炭化室
３と、前記炭化室３を加熱する加熱機４と、炭化室３内
に設けられ廃棄物を撹拌する撹拌翼１５と、この撹拌翼
１５を駆動する電動機１７と、前記炭化室３から発生し
た未燃焼ガスを燃焼させる二次燃焼室６と、を備える炭
化処理装置１であって、その装置には、炭化室の温度を
検知する温度センサ２０と、前記電動機１７の電流値を
検知する電流センサ２４とが具備され、前記温度センサ
２０及び前記電流センサ２４を介した制御手段２１によ
り炭化処理が制御されることを特徴とする、炭化処理装
置である。

【００１０】ここで、炭化室を加熱する加熱機４として
は、通常、バーナ（一次バーナ）が好ましく用いられる
が、電熱器等の他の加熱手段であってもよい。

【００１１】また、その加熱機４には、炭化運転途中か
ら炭化運転終了までの一定時間をオン／オフ運転させる
ためのタイマ２２が接続して設けられている加熱機が好
ましく用いられる。

【００１２】また、制御手段２１としては、炭化室３に
設けた温度センサ２４の設定温度によって前記加熱機４
をオン／オフさせるものであるとともに、電流センサ２
４で検知される電流値が予め設定した電流値以下になっ
た時、又は前記電流センサ２４で検知される電流値の変
動が予め設定した所定幅以下になった時を始点として、
そこから一定時間経過した時に、加熱機４を強制的に停
止する手段が好ましく用いられる。

【００１３】本発明における炭化処理装置の運転におい
ては、炭化室３を加熱し、炭化室３に投入した廃棄物か
ら未燃焼ガスを発生させ、発生した未燃焼ガスを二次燃
焼室６に導入して燃焼させる。この際、炭化室３では、
電動機１７からの動力により撹拌翼１５が駆動し、廃棄
物が撹拌される。

【００１４】炭化処理が不十分な場合には、撹拌翼１５
の負荷が大きく、したがって、撹拌翼１５を駆動する電
動機１７の電流値が大きくなる。また、炭化処理が充分
に進んでいる場合には、撹拌翼１５の負荷が小さく、し
たがって、その電流値が小さくなる。

【００１５】電流センサ２４は、電動機１７の電流値を
検知する。炭化処理の運転開始当初は、電動機１７の電
流値は大きいが、時間と共に徐々に低下し、そしてほぼ
一定値を示すようになる。、その電流値が所定値以下に
なったとき、あるいは、その電流値が安定して変動幅が
一定の小さな値以下になったときに、タイマ２２を始動
させる。このタイマ２２は、一定時間（設定時間）を経
過すれば加熱機４を切る機能をもつ。

【００１６】このように、炭化室３の温度は、その炭化
室の温度を検知する温度センサを介した制御で温度調節
され、また、炭化運転（炭化室の加熱）の終了は、電動
機の電流を検知する電流センサで検知される電流値が予
め設定した電流値以下になった時（又は前記電流センサ
で検知される電流値の変動が予め設定した所定幅以下に
なった時）を始点としてその一定時間（設定時間）とす
るので、従来よりも、適正な炭化処理ができ、加熱機の
過度の運転を防止し、エネルギの無駄を防止し、省エネ
ルギーを図ることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、添付図面の図１乃至図５
を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図１は、
本発明の一例の炭化処理装置の概略構成図であり、図２
は用いられる電流センサの概略的構成を示す回路図であ
る。炭化処理装置は、図１に示すように、廃棄物が投入
される炭化室３と、炭化室３を加熱する一次燃焼室５
と、炭化室３で発生したガスを燃焼させる二次燃焼室６
と、二次燃焼室６のガスを排出する排気通路部８とから
構成されており、炭化室３と二次燃焼室６とは炭化室煙
道１３により接続されており、一次燃焼室５と二次燃焼
室６とは燃焼室煙道１４で接続されている。なお、一次
燃焼室５からの燃焼室煙道１４は、二次燃焼室６に接続
せずに、排気通路部８に接続してもよい。

【００１８】炭化室３には、その上部に投入口１１が設
けられており、ここから処理するべき廃棄物を投入し、
下部に設けた取出口１２から処理後の廃棄物（炭化物）
を取り出すようになっている。炭化室３は、その上部に
設けられた炭化室煙道１３により、二次燃焼室６に連通
されている。また、炭化室３では、廃棄物が低酸素状態
で加熱（いわゆる、蒸し焼き）され、廃棄物から発生す
る水分や未燃焼ガスが炭化室煙道１３を通って二次燃焼
室６に導入されるようになっている。

【００１９】炭化室３内には、炭化室内の温度を検知す
る温度センサ２０が設けられている。この温度センサ２
０は、後述する制御部２１に接続されており、その検知
信号を制御部２１に送信する。

【００２０】また、炭化室３内には、廃棄物を撹拌する
撹拌翼１５が設けられており、この撹拌翼１５は、動力
伝達機構１８を介して電動機１７で駆動されるようにな
っている。この電動機１７には、電流センサ２４が接続
されており、電動機１７に供給される供給電流を検知
し、その検知信号を制御部２１に送信する。なお、電動
機１７には、電動機１７の稼働時間を設定する撹拌時間
設定タイマ２５が設けられており、使用者が設定した時
間で撹拌翼１５が駆動するようになっている。

【００２１】電流センサ２４は、供給電流値やその変動
を検知するものであれば特に制限されるものではない。
一例を図２に示す。電流センサ２４は、リング状のトロ
イダル巻線２６により構成されており、電動機１７の給
電線２７に設けられているものである。すなわち、電動
機１７には三相交流電流が供給されており、その一つの
給電線２７にトロイダル巻線２６を配置し、供給電流値
やその変動を検知するものである。このトロイダル巻線
２６は、後述する制御部２１に接続されており、その検
知信号を制御部２１に送信している。

【００２２】一次燃焼室５は、炭化室３を囲んでおり、
その一側に炭化室３を加熱する加熱機（一次バーナ）４
が配置されている。この一次バーナ４は、制御部２１に
接続されており、制御部２１からの制御信号によりその
稼働が制御されている。

【００２３】また、一次燃焼室５には、冷却ファン１６
が設けられており、炭化処理運転を終了する際の冷却工
程において、一次バーナ４の運転停止後に、燃焼機１０
を運転しつつ冷却ファン１６を運転して炭化室３を冷却
するようになっている。なお、燃焼機は好ましくはバー
ナ（二次バーナ）であるが、バーナに限らず、他の加熱
手段や燃焼手段を用いてもよい。

【００２４】二次燃焼室６に設けられた燃焼機（二次バ
ーナ）１０は、炭化室３から二次燃焼室６に導入された
未燃焼ガスを燃焼させ、無煙、無臭化を図る。なお、二
次燃焼室６には、その燃焼室内に燃焼用空気を送風する
ブロワ１９が設けられている。

【００２５】制御部２１は、上述したように、炭化室３
に配置された温度センサ２０と、電動機１７の供給電流
を検知する電流センサ２４と、一次燃焼室５の一次バー
ナ４とに接続されており、温度センサ２０及び電流セン
サ２４からの検知信号を受けて一次バーナ４の稼働を制
御する。この制御部２１にはタイマ２２が内蔵されてお
り、各センサからの検知信号に応じてタイマ２２を作動
させ、所定時間をカウントし、この所定時間が経過する
まで一次バーナ４を稼働する。タイマ２２がカウントす
る所定時間は、廃棄物の水分が抜けた後に熱分解により
未燃焼ガスを発生させて炭化処理するのに充分な時間で
あり、廃棄物の投入量等により多少異なるが、大部分の
水分が抜けた後であり、水分のある状態で加熱時間を設
定するのに比べて容易に炭化終了の時点に合わせた時間
設定が可能である。ここで、所定時間（設定時間）は、
例えば２〜３時間であり、廃棄物の量や質に応じて適
宜、使用者が予め設定できるようになっていて、設定値
は可変である。

【００２６】炭化処理装置の運転方法の概略を図３に示
した。図３は、上から順に、電流センサで検知される電
流量、タイマ稼働状態、炭化室温度及び加熱機（一次バ
ーナ）の運転（オン／オフ）状況をそれぞれ模式的に示
すグラフで、横軸は時間である。

【００２７】炭化処理開始からしばらくの間は、廃棄物
が含む水（例えば、５０〜８０重量％）に起因して重い
ため、撹拌翼１５の負荷も大きくなる。このため、図３
に示すように、電動機１７に給電される電流値は大き
い。また、炭化室３で温度センサ２０が検知する温度Ｔ
も廃棄物の水分が充分に抜けきらない状態では低い（例
えば、２５０℃以下）。そこで、炭化処理開始後しばら
くの間は、一次バーナ４を連続的に稼働させる。

【００２８】炭化処理が進むと、廃棄物の含水量が次第
に少なくなり、廃棄物の重量も軽くなって、撹拌翼１５
の負荷も次第に小さくなる。そうすると、電動機１７に
給電される電流値Ｉは初期に設定した電流値Ａよりも小
さくなり、その後は安定してほぼフラットになる。通
常、運転開始から電流値Ｉが電流値Ａよりも小さくなっ
て安定するまでに要する時間は１〜３時間程度である。
この間は、通常は、図３に示すように、一次バーナ４を
連続的に稼働させる。上記時間を経過した後は、温度セ
ンサ２０が検知する炭化室３の温度Ｔは高温（例えば、
３００℃よりも高い温度）に達し、廃棄物の分解が始ま
り、ガス（未燃焼ガス）が盛んに発生するようになる。

【００２９】電動機１７に給電される電流値Ｉが初期に
設定した電流値Ａ以下（又は、電流値Ａの変動幅Ｒが所
定幅以下）になると、それに連動させてタイマ２２が始
動する。タイマ２２の稼働中は、一次バーナ４は、通
常、オン／オフの断続運転を行う。一次バーナ４のオン
／オフの断続運転は、炭化室３内の過熱を防止する。な
お、一次バーナ４はオン／オフの断続運転ではなく、比
例燃焼制御でもよい。

【００３０】このようにして一次バーナ４を運転して炭
化室３を加熱し、廃棄物を低酸素状態でいわゆる蒸し焼
きにし、廃棄物から水分や未燃焼ガスを発生させ、発生
した未燃焼ガスを炭化室煙道１３を通して、二次燃焼室
６の二次バーナ１０の噴炎口近傍に導入する。二次燃焼
室６では、二次バーナ１０により未燃焼ガスを燃焼さ
せ、無煙、無臭化を図る。ここで発生した燃焼ガスは、
二次燃焼室６から排気通路部８を通って大気に放出され
る。

【００３１】タイマ２２で設定された時間がくると、一
次バーナ４は強制的に切られ、その後は、冷却工程に入
る。この冷却工程では、二次バーナ１０を運転しつつ一
次バーナ４の燃焼を停止させるとともに、冷却ファン１
６を運転して炭化室３を冷却する。そして、炭化室３が
充分に冷却された後、炭化室３内で炭化処理された処理
物を取出口１２から取り出す。

【００３２】上記図３における運転方法のうち一の方法
における制御部２１の制御動作を、フローチャートで示
したものが図４である。制御動作のスタート後、制御部
２１は、ステップＳ１で電流センサ２４からの電流値Ｉ
を受け、ステップＳ２で検知した電流値Ｉが予め設定し
た所定の電流値Ａ以下であるか否かを判断する。そし
て、ステップＳ２で検知した電流値Ｉが所定の電流値Ａ
以下になった場合には、ステップＳ３に進み、タイマ２
２を始動させる。続いて、ステップＳ４で、タイマ２２
の設定時間内か否かを判断し、設定時間内でない場合、
換言すれば、タイマ２２が設定時間を経過した場合に
は、ステップＳ５で一次バーナ４の運転を停止する。

【００３３】ステップＳ４でタイマ２２の設定時間内の
場合には、ステップＳ６に進み、温度センサ２０の検知
温度Ｔが設定温度Ｂ以下か否かを判断し、設定温度Ｂ以
下でない場合には、ステップＳ５に進んで一次バーナ４
の加熱運転を停止する。検知温度Ｔが設定温度Ｂ（例え
ば、３５０℃）以下である場合には、ステップＳ７に進
み、加熱運転を継続する。

【００３４】上記図３における運転方法のうち他の一の
方法における制御部２１の制御動作を、フローチャート
で示したものが図５である。図５に示す例では、図４に
示す例と異なり、電流センサ２４における電流値の変動
幅Ｒを検知しており、図５のステップＳ２において、電
流値の変動幅Ｒが所定値Ｃ以下か否かを判断するもので
ある。所定値Ｃは、例えば、電動機１７がＡＣ２００Ｖ
（ボルト）、出力０．７５ｋＷの場合で、０．１５Ａで
ある。この例によっても上述した例と同様な効果を奏す
る。

【００３５】

【発明の効果】本発明の炭化処理装置の運転方法によれ
ば、適正な炭化処理、すなわち、未炭化状態が生じるの
を防止し、加熱機（一次バーナ）の過度の運転を防止
し、エネルギの無駄を防止して、省エネルギー化を図る
ことができる。更に、使用者が加熱機のタイマを頻繁に
設定する煩わしさがないので操作が簡易である。

【００３６】本発明の炭化処理装置は、構成が簡易であ
るうえ、未炭化状態が生じるのを防止し、加熱機（一次
バーナ）の過度の運転を防止し、エネルギの無駄を防止
し、省エネルギーに寄与する装置である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一例の炭化処理装置の概略的構成図で
ある。

【図２】電流センサの概略的構成を示す回路図である。

【図３】本発明の一例の運転方法を模式的に示すグラフ
で、上から順に、電流センサで検知される電流量、タイ
マ、炭化室温度及び加熱機（一次バーナ）の運転を示
す。

【図４】本発明の一例の運転方法を示すフローチャート
である。

【図５】本発明の他の例の運転方法を示すフローチャー
トである。

【図６】従来の炭化処理装置の概略的構成図である。

【符号の説明】

１．炭化処理装置３．炭化室４．一
次バーナ（加熱機）５．一次燃焼室６．二次燃焼室８．排
気通路部１０．二次バーナ（燃焼機）１１．投入口１２．
取出口１３．炭化室煙道１４．燃焼室煙道１５．
撹拌翼１６．冷却ファン１７．電動機１８．
動力伝達機構１９．ブロワ２０．温度センサ２１．制
御部（制御手段）２２．タイマ２４．電流センサ２５．撹
拌時間設定タイマ２６．トロイダル巻線１０１．炭化処理装置１
０３．炭化室１０５．一次バーナ（加熱機）１０７．一次燃焼室
１０９．二次燃焼室１１１．二次バーナ（燃焼機）１１３温度セン
サ１１５．温度コントロ−ラ１１７．加熱時間
設定タイマ１１９．撹拌機１２１．電動機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩ // Ｃ１０Ｂ 41/00 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０２Ｆ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃棄物を収納する炭化室と、前記炭化室を
加熱する加熱機と、炭化室内に設けられ廃棄物を撹拌す
る撹拌翼と、この撹拌翼を駆動する電動機と、前記炭化
室から発生した未燃焼ガスを燃焼させる二次燃焼室と、
を備える炭化処理装置の運転方法であって、前記電動機にその電流を検知する電流センサを接続して
設け、前記電流センサで検知される電流値が予め設定し
た電流値以下になった時、又は前記電流センサで検知さ
れる電流値の変動が予め設定した所定幅以下になった時
を始点として、そこから一定時間経過した時に、前記加
熱機を強制的に停止する、炭化処理装置の運転方法。
【請求項２】廃棄物を収納する炭化室と、前記炭化室を
加熱する加熱機と、炭化室内に設けられ廃棄物を撹拌す
る撹拌翼と、この撹拌翼を駆動する電動機と、前記炭化
室から発生した未燃焼ガスを燃焼させる二次燃焼室と、
を備える炭化処理装置であって、その装置には、炭化室の温度を検知する温度センサと、
前記電動機の電流値を検知する電流センサとが具備さ
れ、前記温度センサ及び前記電流センサを介した制御手
段により炭化処理が制御される、炭化処理装置。
【請求項３】加熱機には、炭化運転途中から炭化運転終
了までの一定時間をオン／オフ運転させるためのタイマ
が接続して設けられ、制御手段は、炭化室に設けた温度
センサの設定温度によって前記加熱機をオン／オフさせ
るものであるとともに、前記電流センサで検知される電
流値が予め設定した電流値以下になった時、又は前記電
流センサで検知される電流値の変動が予め設定した所定
幅以下になった時を始点として、そこから一定時間経過
した時に、前記加熱機を強制的に停止するものである、
請求項２の炭化処理装置。