JPS58214711A - ごみ焼却炉の自動燃焼制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はストーカ一式ごみ焼却炉の自動燃焼制御法の改
良に係り、ストーカ−のごみ送り係数をごみの性状に応
じて調整し、ストーカ−上に於けるこみの滑りを防止す
ることにより、高能率で然かも安定したごみの完全燃焼
を可能としたごみ焼却炉の自動燃焼制御法に関するもの
である。

第１図は従来のストーカ一式ごみ焼却炉の基本構成を示
すものであり、ボイラ讐１の蒸発量制御やごみ焼却量制
御等を含めた焼却炉の自動燃焼制御に於いては、通常ご
み層厚検出器２や燃輛度検出器３からの検出信号に上り
、ストーカ−駆動速度調整器４とストーカ−速度比率設
定５ａ〜５ｄを介してごみ供給ストーカ−６、乾燥スト
ーカ−７、燃焼ストーカ−８及び後燃焼ストーカ−９の
各揺動速度を変え、これによりシュー１−１０から供給
したごみ１１の送り量を調整するようにしている。尚第
１図に於いて、１２は空気量調整器、１３はごみホッパ
ー、１４はごみ投入クレーン、１５は燃焼室、１６は集
塵器、１７は煙突、１８は送風機である。

而して、各ストーカ−の揺動速度を変えることにより、
ごみの送り量を調整する様にした制御構成にあっては、
揺動速度とごみの送り量との間に常に一定の相関々係が
成立することが、安定且つ正確な自動燃焼制御を行なう
ための必須要件となる。ところが、従前のストーカ一式
こみ焼却炉にあっては、ごみの物理的な性状例えば比重
が大きく変化した様な場合には、ストーカ−によるごみ
の送り量がその揺動速度に必ずしも比例しないという事
象が屡々発生し、ごみの前記性状が季節や天候、ごみ収
集地域等によって大きく変化することとも相俟って、焼
却炉の安定な自動燃焼制御を著しく困難なものにしてい
る。

即ち、ストーカ−の揺動速度とこみの送り量との関係に
は、ごみの性質特に比重や水分含有率が大きく影響し、
比重が大で水分の多いごみの場合には、自重による滑り
現象を起してごみの送り量が著しく犬となる傾向にある
。また逆に比重が小で含水量の少ない場合には、ストー
カ−の揺動速度を上げてもごみ送り量はなかなか上昇し
ないという傾向にある。その結果、ごみの性状の変化度
合によっては、ストーカ−上のごみ層厚が著しく不均一
となり、部分的に塊ができたり、或いは局部的に薄くな
って吹き抜けが起り易い状態となり、安定な燃焼が損わ
れることになる。

一方、上述の如き問題の解決を図るため、これ迄にも、
ストーカ−上のごみ層厚の調整やごみの塊りの解消に関
する様々な技術が開発されている。

第２図乃至第４図はその一例を示すものであり、第２図
ではストーカ−１９の終端部に堰構造の回動体２０を取
り付け、回動体２０の上・下位置を変化することにより
ごみ層厚゛ｒを調整するようにしている。

しかし、当該方法は、石炭の様な均質な燃焼物の場合に
は特に問題を生じないが、ごみの様な不均一な燃焼物の
場合には、上流部のストーカ−面までに亘ってごみ層厚
を均一化することができないという難点がある。

又、第３図は、ストーカ−を可動火格子２１と固定火格
子２２とから構成すると共に、固定火格子２２の適宜個
所に扇形状の可動体２３′を配設し、ごみが塊状になっ
たり或いは平板状に固まった場合には、可動体２３′を
その中へ刃物状に突出させて崩す様にしたものであり、
更に第４図は、固定火格子２２を構成する一部の火格子
ブロック２２ａを反転可能な構造とし、これを第４図の
但）の如く反転させることにより平板状や塊状のごみを
崩す構成としている。

しかし、前記第３図及び第４図の各ストーカ−は、何れ
もストーカ−上のごみに生じた異常状態例えばごみの塊
りや平板状の固結を解消するためのものであって、異常
状態そのものの発生を未然に防止するという機能が全く
具備されていないという難点がある。

本願発明は、この種ストーカ一式ごみ焼却炉に於ける上
述の如き問題の解決を課題とするものであり、ごみの性
状特にその比重が大きく変化しても、常にストーカ−の
揺動速度とストーカ−によるこみ送り量との間に一定の
比例関係が保持されるようにすることにより、ストーカ
−上に於けるごみの塊まり等の発生を防止して高能率で
然かも安定したごみの焼却を可能とするごみ焼却炉の自
動燃焼制御方法の提供を目的とするものである。

本願発明者は、前記ストーカ−の揺動速度とごみ送り量
との関係を解析するため、性状の異なる各種のごみにつ
いて数多くごみ送り試験を積み重ねた。そしてその結果
から、ストーカ−によるごみの送り量がストーカ−の揺
動速度に比例しないのは、ストーカ−面の傾斜角度やそ
の形状等を包含した総合的なストーカ−面の摩擦係数（
以下これをこみ送り係数λＳと呼ぶ）が、主として°２
比重で代表されるこみの性状によって大きく変化するた
めであることを知見した。本願発明は当該知見を基にし
て開発されたものであり、ごみの性状特にその比重が変
動すれば、それに応じてストーカ−の前記こみ送り係数
λＳを自動的に調整してストーカ−面上に於けるごみの
滑りを防止し、常にストーカ−の揺動速度Ｖとこみ送り
量Ｑとの間にＱ−λｓｖという一定の比例関係を保持せ
しめる様にすることにより、ストーカ−上に於けるごみ
の塊まりや層厚さが不均一になるのを未然に防止し、も
ってごみ焼却炉の安定した自動燃焼制御を達成すること
を目的とするものである。

本願発明は、ごみ供給ホッパー下部のシュート部にこみ
流速検出装置を設置し、該ごみ流速検出装置による流速
の検出値と、ごみ供給クレーンによるごみの掴み重量と
からごみの比重を演算し、該ごみの比重によりストーカ
−のごみ送り係数（λＳ）を制御することを基本構成と
するものであり、当該構成とすることにより、ごみの性
状が大きく変ってもストーカ−上に於けるごみ層厚を所
望の値に、然かも極め−て均一な層厚さに調整すること
が出来、安定したごみの自動燃焼制御が可能となる。

以、下、第５図乃至第９図に示す本発明の一実施例に基
づいてその詳細を説明する。

第５図は、本発明の実施に最適なストーカ一式ごみ焼却
炉の一例を示すものであり、図に於いて、２３は供給ス
トーカ−１２４は乾燥ストーカ−１２５は燃焼ストーカ
−１２６は後燃焼ストーカ−である。

前記乾燥ストーカ−２４と燃焼ストーカ−２５は、その
基端部が支軸２６．２７によって回動自在に軸支されて
おり、先端部を矢印方向へ夫々移動してストーカ−面の
傾斜角度を変えることにより、前記ストーカ−のこみ送
り係数λＳを調整する構成となっている。即ち、ストー
カ−２４、２５の先端部は、Ａ位置（比重が小さく比較
的送り難いごみの場合）からＢ位置（比重が大で滑り易
、い□とみの場合）までの間を任意に上下動できる構成
となっており、これによりストーカ−の揺動速度に応じ
たごみの送りが行なわれることになる。

前記Ａ−Ｂ間の位置は、ストーカ−面の構造上の形状や
炉内幅などにより多少異なるが、通常その可変調整幅は
５°〜１５°位いが最適である。又、前記支軸２６．２
７は各ストーカ−２４、２５の略中夫に設ける様にして
もよく、更に各ストーカ−２５、２４を適数に分割する
と共に、各分割部の傾斜角を夫々独立に調整自在な構成
とすることにより、部分的なごみの送り量制御を可能と
するようにしてもよい。

尚、第５図に於いて２８はごみ供給ホッパー、２９はシ
ュート部であり、当該ホッパ２８、シュート部２９は、
供給ストーカ−２３による炉内へのごみの切り出し量を
できるだけ調整自在とするために、クレーン（図示省略
）によって投入されたごみの重量がストーカ−２３上の
ごみに対して荷重として直接かからない構成とするのが
望ましい。シュート部２９内のごみ重量が直接供給スト
ーカ−２３上のごみにかかり易い構造であると、供給ス
トーカ−２３の作動によるごみの切り出し量がホッパー
２８内のごみレベルやごみの性状によって極めて不安定
となるからである。

第６図は、本発明の実施に最適な他のストーカ−を示す
斜面図である。当該ストーカ−３０は可動火格子３１と
固定火格子３２とから構成されており、固定火格子３２
には、多数の抵抗ブロック３３が固定火格子面上へ突出
自在に取付けられている。前記抵抗ブロック３３の数及
びその突出寸法等は、ごみ性状の変化範囲に応じて適宜
に選定することができ、実際にはごみの送り量試験によ
って得たデータを基にして決定されている。

第７図は本発明の一実施例を示すブロック線図であ゛す
、図において、３４はごみ供給ホッパ−２８下部のシュ
ート部２９に設けたこみ流速検出器であり、３５は、ご
み流速からシュート部２９を通過したこみ容積を算出す
るこみ容積演算部、３６は、クレーン３７によりホッパ
ー２８内へ投入したごみ重量を算出するクレーン荷重演
算器、３８は、前記ごみ容積演算部とクレーン荷重演算
器３６からの信号を受けてごみの比重を算出する゛ごみ
比重演算器、３９はストーカ−のごみ送り係数調整器で
ある。

前記ごみ流速検出器３４ば、シュート部２９に取付けた
検出ローラ３４ａと増幅ギヤー機構３４ｂとから構成さ
れており、又前記ごみ容積演算部３５はパルス発信器３
５ａとパルス演算器３５ｂと平均値演算器３５Ｃとから
構成されている。シュート部２９内を通過するごみの流
速は、検出ローラ３４ａの回転数として検出され、ギヤ
ー機構３４ｂを介して前記検出回転数を増幅したあと、
これをパルス発信器３５ａ３５Ｉ） でパルス信号に変換し、パルス演算器÷にでパルス数（
こみ流速）にシュート断面積を乗じてごみ５ｃ の容積流量を求め、平均値演算器卆−で一定時間内のご
みの平均容積流量と通過こみ容積が連続的に演算される
。

一方、ホッパー２８内へのごみの投入重量は、クレーン
３７の掴み量の累積として計算され、クレーン荷重演算
器３６により一定時間内のごみの総投入重量と重量投入
率の平均値が演算されている。

５ｃ 前記平均値演算器伽−からの信号Ｑｓ　とクレーン荷重
演算器３６からの信号Ｑ２　とはごみ比重演算器３８へ
入力され、ここで、ホッ、−ｅ−２８内のごみが一定の
時間遅れをもってシュート部２９の検出ローラ３４ａ部
を通過することを考慮のうえ、ごみ比重の演算が連続的
に行なわれ、信号Ｑ３　として出力される。

ごみ比重演算器３からの出力信号Ｑ３　は、ストーカ−
のとみ送り係数調整器３９へ入力され、該調整器３８か
らの出力Ｑ４　により各ストーカ−の傾斜角度０や可動
ブロック３３の突出量か調整され、ストーカ−面がごみ
の性状に最適なごみ送り係数となる様に制御される。

尚、ごみの性状即ちごみの比重とこれに対応する最適な
こみ送り係数λＳの関係は、予かしめストーカ−のごみ
送り試験を行なうことによって求めることができ、第８
図は、前記第５図に示した傾斜角度調整形のストーカ−
と第６図に示した抵抗ブロック形のストーカ−について
夫々求めた、ごみ比重ととみ送り係数λＳの対応関係を
示す線図である。即ち、ごみ比重がｄｌのときにはスト
ーカ−の傾斜角をＯｌ　として、とみ送り係数λＳがλ
１とな゛る様に調整する。又、同様に抵抗ブロック式の
ストーカ−であれば、ごみ比重がｄｌのときにはブロッ
クの突出量Ｌｌ　として、ストーカ−のこみ送り係数が
λ１になる様に調整する。

第９図は、本発明の他の実施例を示すものであり、スト
ーカ−面のとみ送り係数λＳの制御要素として、ごみの
性状即ちごみ比重の他に、ス）　−カー下方の空気圧と
炉内圧との差圧を利用する様にしたものである。

即ち、圧力検知器４０　、４１と差圧検出器４２によっ
てストーカ−下方Ｓと炉内にの差圧を検出し、当該差圧
検出器４２の出力ΔＰをごみ送り係数調整器３９へ入力
し、該調整器３９からの出力Ｑ４によりストーカ−の傾
斜θを調整する。例えば、急に吹き抜けを生じて差圧が
小さくなった場合には、ごみ層を厚くする様に傾斜角０
を小さくし、またごみに塊ができて差圧ΔＰが大となっ
た場合には、傾斜角０を大きくする様に調整する。更に
、後燃焼ストーカ−等にあっては、未燃物が多くなれば
差圧ΔＰか大となるので、この信号により傾斜角θを小
さくする方向に調整する。

尚、本実施例にあっては、ごみ送り係数調整器３９へ差
圧信号Ｑ５とこみ比重演算器３８からの信号Ｑ３　　と
を入力し、両信号Ｑ５．　Ｑ３によりストーカ−のごみ
送り係数λＳを制御する様にしているが、差圧信号Ｑ５
のみでごみ送り係数Ａｓを制御することも出来る。

本発明は上述の通り、ごみ焼却炉内へ投入されるごみの
性状に応じてストーカ−の傾斜角度０や抵抗ブロックの
突出量を調整し、ストーカ−面のごみ送り係数λＳをご
み性状に応じた最適値に保持する様にしているため、ご
みの性状が大きく変化してもストーカ−面上に於いてご
みの滑りを生ずることが全く無く、スト−、カーの揺動
速度に比例した安定なごみの送りが可能となる。その結
果、ストーカ−面上でごみの塊が発生したり或いはごみ
層厚が極端に薄くなる様なことは皆無となり、高能率で
然かも安定したごみの焼却が行える。

又、ごみ焼却炉の自動燃焼制御自体も極めてやり易くな
る。例えばごみ焼却炉の自動燃焼制御としては、当然に
燃焼こみ量に適合した空気量を炉内へ送入することが必
要復なるが、ストーカ−上のこみの移動を円滑に制御す
ることができれば、前記空燃比制御も著しく容易なもの
となる。

更に、ストーカ−の送気側と炉内側の圧力差を検出し、
これをこみ送り係数λＳの制御要素として加えた場合に
は、より安定且つ高精度な自動燃焼制御を行なうことが
できる。

本発明は上述の通り、秀れた実用的効用を有するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のストーカ一式ごみ焼却炉の概要図であ
る。 第２図は、ごみ層厚の調整機構を設けた従前のストーカ
−の説明図である。 第３図及び第４図のＡ、第４図のＢはごみの塊まり解消
機構を設けた従前のストーカ−の斜面図である。 第５図は、本発明の実施に最適なストーカ一式ごみ焼却
炉の部分概要図である。 第６図は本発明の実施に最適な他のストーカ−の斜面図
である。 第７図は本発明の一実施例を示すブロック線図である。 第８図は、ごみ比重ととみ送り係数λＳとの対応関係を
示す線図である。 第９図は、本発明の他の実施例に係る説明図である。 ２３　　供給ストーカ− ２４乾燥ストーカ− ２５燃焼ストーカ− ２６後燃焼ストーカ− ２８ごみ供給ホッパー ２９　　ごみシュート ３３　　抵抗ブロック ３４　　ごみ流速検出装置 ３５　　ごみ容積 ３６　　クレーン荷重演算器 ３７　　ごみ供給クレーン ３８　　ごみ比重演算器 ３９　　ごみ送り係数調整器 θ　ストーカ−傾斜角 λＳ　ごみ送り係数 ■、　抵抗ブロックの突出量 特許出願人　　株式会社　タ　り　マ 代表者　川　嶋　昌　雄 第７図 ３６ 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ごみ供給ホッパー下部のシュート部にごみ流速検出装置
   を設置し、該ごみ流速検出装置による流速の検出値き、
   ごみ供給クレーンによるごみの掴み重量とからごみの比
   重を演算し、該ごみの比重によりストーカ−のとみ送り
   係数（λＳ）を制御するようにしたごみ焼却炉の自動燃
   焼制御方法。