ガス化装置の制御装置
【課題】一定重量の燃料を安定的に供給することが可能なガス化装置の制御装置を提供する。
【解決手段】ロードセル６１・６１と、実重量演算手段６６１と、ポテンショメータ６２と、記憶部６７と、タッチパネル６３と、重量差演算手段６６２と、回転数補正手段６６３と、を備え、回転数補正手段６６３は、重量差演算手段６６２によって演算された燃料重量差ΔＷにおいて、タッチパネル６３によって設定された燃料重量Ｗｄよりも実重量演算手段６６１によって演算された燃料重量Ｗｒが大きい場合は、スクリュウコンベア４０の回転数を減少する補正を行い、重量差演算手段６６２によって演算された燃料重量差ΔＷにおいて、タッチパネル６３によって設定された燃料重量Ｗｄよりも実重量演算手段６６１によって演算された燃料重量Ｗｒが小さい場合は、スクリュウコンベア４０の回転数を増加する補正を行うものである。
【解決手段】ロードセル６１・６１と、実重量演算手段６６１と、ポテンショメータ６２と、記憶部６７と、タッチパネル６３と、重量差演算手段６６２と、回転数補正手段６６３と、を備え、回転数補正手段６６３は、重量差演算手段６６２によって演算された燃料重量差ΔＷにおいて、タッチパネル６３によって設定された燃料重量Ｗｄよりも実重量演算手段６６１によって演算された燃料重量Ｗｒが大きい場合は、スクリュウコンベア４０の回転数を減少する補正を行い、重量差演算手段６６２によって演算された燃料重量差ΔＷにおいて、タッチパネル６３によって設定された燃料重量Ｗｄよりも実重量演算手段６６１によって演算された燃料重量Ｗｒが小さい場合は、スクリュウコンベア４０の回転数を増加する補正を行うものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス化装置の制御装置に関し、詳しくは、ホッパ内の燃料をガス化炉に供給するスクリュウコンベアの供給量制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガス化装置の制御装置に係るスクリュウコンベアの燃料供給量を制御する技術は公知となっている（例えば、特許文献１参照）。ここで、ガス化装置の一つとして、おが粉等を燃料とする木質バイオマス発電プラントが広く知られており、特許文献１に記載されているガス化装置の制御装置は、スクリュウコンベアの回転数を一定に制御することにより、ホッパ内の燃料を一定体積ずつガス化炉に供給することが可能である。
【０００３】
しかし、燃料の体積が一定であっても比重が変化すると燃料の重量が変化するが、特許文献１に記載されているガス化装置の制御装置は、スクリュウコンベアの回転数が一定であるため、一定重量の燃料を安定的に供給することができず、これにより、ガス化装置の生成ガス量が不安定になる、という問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−８２９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、一定重量の燃料を安定的に供給することが可能なガス化装置の制御装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は以上のとおりであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００７】
すなわち、請求項１においては、ホッパ内の燃料をガス化炉に供給するスクリュウコンベアの燃料供給量を制御するガス化装置の制御装置であって、前記ホッパ内の燃料重量を検出する重量検出手段と、前記重量検出手段によって検出された前記ホッパ内の燃料重量の単位時間当たりの変化量に基づいて、前記ガス化炉に供給された実際の燃料重量を演算する実重量演算手段と、前記スクリュウコンベアの回転数を検出する回転数検出手段と、前記スクリュウコンベアの回転数と供給可能な燃料重量との関係について規定するマップを記憶する記憶手段と、前記ガス化炉に供給する燃料重量を前記マップに基づいて設定する予定重量設定手段と、前記実重量演算手段によって演算された燃料重量と前記予定重量設定手段によって設定された燃料重量との差を演算する重量差演算手段と、前記スクリュウコンベアの回転数を補正する回転数補正手段と、を備え、前記回転数補正手段は、前記重量差演算手段によって演算された燃料重量差において、前記予定重量設定手段によって設定された燃料重量よりも前記実重量演算手段によって演算された燃料重量が大きい場合は、前記スクリュウコンベアの回転数を減少する補正を行い、前記重量差演算手段によって演算された燃料重量差において、前記予定重量設定手段によって設定された燃料重量よりも前記実重量演算手段によって演算された燃料重量が小さい場合は、前記スクリュウコンベアの回転数を増加する補正を行うものである。
【０００８】
請求項２においては、前記記憶手段は、前記スクリュウコンベアの回転数を減少する補正を行う場合の最小補正値と、前記スクリュウコンベアの回転数を増加する補正を行う場合の最大補正値と、を記憶し、前記回転数補正手段は、前記最小補正値から前記最大補正値の範囲内において、前記スクリュウコンベアの回転数を減少および増加する補正を行うものである。
【０００９】
請求項３においては、前記記憶手段は、前記最大補正値と前記最小補正値との差がいくつかに分割された単位補正値を記憶し、前記回転数補正手段は、前記最小補正値から前記最大補正値の範囲内において、前記スクリュウコンベアの回転数を前記単位補正値を用いて段階的に減少および増加する補正を行うものである。
【００１０】
請求項４においては、前記記憶手段は、前記重量差演算手段によって演算された燃料重量差に係る閾値を記憶し、前記回転数補正手段は、前記重量差演算手段によって演算された燃料重量差が前記閾値を超える場合に、前記スクリュウコンベアの回転数を減少および増加する補正を行うものである。
【００１１】
請求項５においては、前記記憶手段は、前記スクリュウコンベアの回転数に係る最小回転数と、前記スクリュウコンベアの回転数に係る最大回転数と、を記憶し、前記回転数補正手段による補正後のスクリュウコンベアの回転数が前記最小回転数と前記最大回転数との範囲内にあるか否かを判定する判定手段を備え、前記判定手段は、前記回転数補正手段による補正後のスクリュウコンベアの回転数が、前記最小回転数よりも高く前記最大回転数よりも低い場合は、前記回転数補正手段による補正後のスクリュウコンベアの回転数を選択し、前記回転数補正手段による補正後のスクリュウコンベアの回転数が、前記最小回転数よりも低い場合は、前記最小回転数を選択し、前記回転数補正手段による補正後のスクリュウコンベアの回転数が、前記最大回転数よりも高い場合は、前記最大回転数を選択するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１３】
請求項１においては、ガス化炉に実際に供給された燃料重量に応じてスクリュウコンベアの回転数を補正することにより、一定重量の燃料を安定的に供給することが可能である。これにより、ガス化装置の生成ガス量が安定する。
【００１４】
請求項２においては、スクリュウコンベアの回転数の補正範囲を制限できるため、過大な補正による回転数の大幅な変更に起因するガス化装置の誤作動を防止することが可能である。
【００１５】
請求項３においては、スクリュウコンベアの回転数の変更が緩やかであるため、急激な回転数の変更によるガス化装置の誤作動を防止することが可能である。
【００１６】
請求項４においては、外乱に起因する僅かな重量変動の場合は、スクリュウコンベアの回転数が変更されないため、回転数の頻繁な変更によるガス化装置の誤作動を防止することが可能である。
【００１７】
請求項５においては、スクリュウコンベアの回転数の変更範囲を制限できるため、過大・過小な回転数によるガス化装置の誤作動を防止することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】制御装置を備えるガス化装置を模式的に示す図。
【図２】制御装置の制御ブロック図。
【図３】記憶部に記憶されるマップ図。
【図４】制御装置の制御フロー図。
【図５】制御装置の別の制御フロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本発明を実施するための形態について説明する。
【００２０】
図１に示すガス化装置１は、例えば、おが粉を燃料とする木質バイオマス発電プラントである。なお、以下の説明における「燃料」は、特に断りがない限り「おが粉」を指すものとする。ガス化装置１は、サイロ１０、切り出しコンベア２０、ホッパ３０、スクリュウコンベア４０、ガス化炉５０、および制御装置６０等で構成される。ガス化装置１では、サイロ１０に貯溜される燃料１１が切り出しコンベア２０によって搬送されてホッパ３０に投入され（図１に示す燃料２１）、ホッパ３０内の燃料３１がスクリュウコンベア４０によって搬送されてガス化炉５０に供給される。なお、スクリュウコンベア４０からガス化炉５０までの間は、適宜の搬送装置７０によって燃料が搬送される。ガス化炉５０に供給するスクリュウコンベア４０の燃料供給量は、制御装置６０によって制御される。
【００２１】
図２に示す制御装置６０には、ロードセル６１・６１、ポテンショメータ６２、タッチパネル６３、モータ６４、およびインバータ６５が接続される。
【００２２】
ロードセル６１・６１は、本発明に係る「重量検出手段」の実施の一形態である。ロードセル６１・６１は、ホッパ３０内の燃料重量を検出する。ロードセル６１・６１は、スクリュウコンベア４０の搬送方向におけるホッパ３０の下部の両端部に取り付けられる。なお、以下の説明におけるロードセル６１・６１によって検出された燃料重量は、二つのロードセル６１・６１によって検出されたホッパ３０内の燃料重量の平均値である。
【００２３】
ポテンショメータ６２は、本発明に係る「回転数検出手段」の実施の一形態である。ポテンショメータ６２は、スクリュウコンベア４０の回転軸近傍に設けられ、スクリュウコンベア４０の回転数を検出する。
【００２４】
タッチパネル６３は、本発明に係る「予定供給量設定手段」の実施の一形態である。タッチパネル６３により、作業者がガス化炉５０に供給する燃料重量（以下「予定重量」という。）Ｗｄを設定する。タッチパネル６３には、予定重量Ｗｄ等が表示される。
【００２５】
モータ６４は、スクリュウコンベア４０を回転させるアクチュエータとなるものである。モータ６４の出力軸は、適宜の減速機等を介してスクリュウコンベア４０の回転軸と接続される。
【００２６】
インバータ６５は、制御装置６０からの制御信号に応じてモータ６４に電力を供給してモータ６４を所定の回転数で回転駆動させるものである。
【００２７】
制御装置６０は、処理部６６と、記憶部６７と、ポート等を有する。
【００２８】
処理部６６は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等で構成される。処理部６６は、実重量演算手段６６１、重量差演算手段６６２、回転数補正手段６６３、および判定手段６６４に係る機能を有する。
【００２９】
実重量演算手段６６１は、スクリュウコンベア４０によってガス化炉５０に供給された実際の燃料重量（以下「実重量」という。）Ｗｒを演算する。実重量Ｗｒは、ロードセル６１・６１によって検出されたホッパ３０内の燃料重量の単位時間当たりの変化量に基づいて演算される。
【００３０】
重量差演算手段６６２は、実重量Ｗｒと予定重量Ｗｄとの差（以下「重量差」という。）ΔＷを演算する。
【００３１】
回転数補正手段６６３は、スクリュウコンベア４０の回転数を補正する。つまり、回転数補正手段６６３は、インバータ６５への制御信号を補正して、モータ６４の回転数を変更する。具体的には、回転数補正手段６４１は、予定重量Ｗｄよりも実重量Ｗｒが大きい場合は、スクリュウコンベア４０の回転数を減少する補正を行い、予定重量Ｗｄよりも実重量Ｗｒが小さい場合は、スクリュウコンベア４０の回転数を増加する補正を行う。つまり、回転数補正手段６４１は、予定重量Ｗｄよりも実重量Ｗｒが大きい場合（実際の燃料の供給量が予定よりも多い場合）は、スクリュウコンベア４０の回転数を減少させてスクリュウコンベア４０の燃料供給量を少なくし、予定重量Ｗｄよりも実重量Ｗｒが小さい場合（実際の燃料の供給量が予定よりも少ない場合）は、スクリュウコンベア４０の回転数を増加させてスクリュウコンベア４０の燃料供給量を多くする。
【００３２】
判定手段６６４は、回転数補正手段６６３による補正後のスクリュウコンベア４０の回転数が最小回転数Ｎｍｉｎと最大回転数Ｎｍａｘとの範囲内にあるか否かを判定し、その判定結果に応じて、回転数補正手段６４１による補正後のスクリュウコンベア４０の回転数、最小回転数Ｎｍｉｎ、および最大回転数Ｎｍａｘの内から、適切な回転数を選択する。
【００３３】
記憶部６７は、本発明に係る「記憶手段」の実施の一形態である。記憶部６７は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成される。記憶部６７は、マップ６７１、最小補正値ΔＮｍｉｎ、最大補正値ΔＮｍａｘ、単位補正値ΔＮ１、閾値ΔＷｄ、最小回転数Ｎｍｉｎ、および最大回転数Ｎｍａｘを記憶する。
【００３４】
マップ６７１は、スクリュウコンベア４０の回転数と供給可能な燃料重量（予定重量Ｗｄ）との関係について規定するものである（図３参照）。つまり、マップ６７１は、任意の回転数におけるスクリュウコンベア４０が供給可能な燃料重量（予定重量Ｗｄ）について規定するものである。予定重量Ｗｄは、マップ６７１に基づいてタッチパネル６３により作業者によって設定される。
【００３５】
最小補正値ΔＮｍｉｎは、スクリュウコンベア４０の回転数を減少する補正を行う場合の最小の補正値である。つまり、最小補正値ΔＮｍｉｎは、スクリュウコンベア４０の回転数を減少する補正を行う場合の下限値を規定する。
【００３６】
最大補正値ΔＮｍａｘは、スクリュウコンベア４０の回転数を増加する補正を行う場合の最大の補正値である。つまり、最大補正値ΔＮｍａｘは、スクリュウコンベア４０の回転数を増加する補正を行う場合の上限値を規定する。
【００３７】
単位補正値ΔＮ１は、最大補正値ΔＮｍａｘと最小補正値ΔＮｍｉｎとの差がいくつかに分割された補正値である。ここで、この分割する数は、最小補正値ΔＮｍｉｎから最大補正値ΔＮｍａｘの範囲内において、スクリュウコンベア４０の回転数を緩やかに補正する観点から定められる。
【００３８】
閾値ΔＷｄは、重量差演算手段によって演算された燃料重量差（重量差ΔＷ）に係る閾値である。つまり、閾値ΔＷｄは、重量差ΔＷが不感帯に入るか否かを定める閾値である。
【００３９】
最小回転数Ｎｍｉｎは、スクリュウコンベア４０の回転数に係る最小回転数である。つまり、最小回転数Ｎｍｉｎは、スクリュウコンベア４０の回転数の下限値を規定する。
【００４０】
最大回転数Ｎｍａｘは、スクリュウコンベア４０の回転数に係る最大回転数である。つまり、最大回転数Ｎｍａｘは、スクリュウコンベア４０の回転数の上限値を規定する。
【００４１】
なお、制御装置６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭ等がバスで接続される構成であるが、ワンチップのＬＳＩによって構成することも可能である。
【００４２】
次に、制御装置６０の制御フローについて説明する。
【００４３】
図４に示すように、スクリュウコンベア４０は、基本回転数Ｎｂで回転する（Ｓ１）。基本回転数Ｎｂは、作業開始時においては経験値等により任意に設定される。
【００４４】
そして、実重量演算手段６６１は、所定時間毎に実重量Ｗｒを演算し（Ｓ２）、重量差演算手段６６２は、予定重量Ｗｄと実重量Ｗｒとを比較して（予定重量Ｗｄから実重量Ｗｒを減じて）重量差ΔＷを演算する（Ｓ３）。
【００４５】
そして、重量差ΔＷが閾値ΔＷｄ以下である場合（Ｓ４：Ｙ）、回転数補正手段６６３は、スクリュウコンベア４０の回転数を補正しない。つまり、スクリュウコンベア４０は、継続して基本回転数Ｎｂで回転する（Ｓ１）。
【００４６】
一方、重量差ΔＷが閾値ΔＷｄより大きい場合（Ｓ４：Ｎ）、回転数補正手段６６３は、スクリュウコンベア４０の基本回転数Ｎｂを補正する。
【００４７】
ここで、Ｓ５において予定重量Ｗｄよりも実重量Ｗｒが大きい場合（Ｓ５：Ｙ）、回転数補正手段６６３は、現段階の補正値ΔＮｎに対して単位補正値ΔＮ１を減じて、次段階の補正値ΔＮ（ｎ＋１）を演算する（Ｓ６）。
【００４８】
そして、Ｓ７において次段階の補正値ΔＮ（ｎ＋１）が最小補正値ΔＮｍｉｎ以下である場合（Ｓ７：Ｙ）、回転数補正手段６６３は、最小補正値ΔＮｍｉｎを選択する（Ｓ８）。
【００４９】
そして、回転数補正手段６６３は、スクリュウコンベア４０の基本回転数Ｎｂに対して最小補正値ΔＮｍｉｎを減じて、スクリュウコンベア４０の回転数Ｎ（ｎ＋１）を演算する（Ｓ９）。
【００５０】
また、Ｓ７において次段階の補正値ΔＮ（ｎ＋１）が最小補正値Δｍｉｎよりも大きい場合（Ｓ７：Ｎ）、回転数補正手段６６３は、補正値ΔＮ（ｎ＋１）を採用する（Ｓ１０）。
【００５１】
そして、回転数補正手段６６３は、スクリュウコンベア４０の基本回転数Ｎｂに対して補正値ΔＮ（ｎ＋１）を減じて、スクリュウコンベア４０の回転数Ｎ（ｎ＋１）を演算する（Ｓ１１）
【００５２】
一方、Ｓ５において予定重量Ｗｄよりも実重量Ｗｒが小さい場合（Ｓ５：Ｎ）、回転数補正手段６６３は、現段階の補正値ΔＮｎに対して単位補正値ΔＮ１を加えて、次段階の補正値ΔＮ（ｎ＋１）を演算する（Ｓ１２）。
【００５３】
そして、Ｓ１３において次段階の補正値ΔＮ（ｎ＋１）が最大補正値ΔＮｍａｘ以上である場合（Ｓ１３：Ｙ）、回転数補正手段６６３は、最大補正値ΔＮｍａｘを選択する（Ｓ１４）。
【００５４】
そして、回転数補正手段６６３は、スクリュウコンベア４０の基本回転数Ｎｂに対して最大補正値ΔＮｍａｘを加えて、スクリュウコンベア４０の回転数Ｎ（ｎ＋１）を演算する（Ｓ１５）。
【００５５】
また、Ｓ１３において次段階の補正値ΔＮ（ｎ＋１）が最大補正値ΔＮｍａｘよりも小さい場合（Ｓ１３：Ｎ）、回転数補正手段６６３は、補正値ΔＮ（ｎ＋１）を選択する（Ｓ１６）。
【００５６】
そして、回転数補正手段６６３は、スクリュウコンベア４０の基本回転数Ｎｂに対して補正値ΔＮ（ｎ＋１）を加えて、スクリュウコンベア４０の回転数Ｎ（ｎ＋１）を演算する（Ｓ１７）。
【００５７】
次に、Ｓ９、Ｓ１１、Ｓ１５、Ｓ１７のそれぞれにおいて、回転数補正手段６６３が演算したスクリュウコンベア４０の回転数Ｎ（ｎ＋１）が、最小回転数Ｎｍｉｎから最大回転数Ｎｍａｘの範囲内にある場合、つまり、最小回転数Ｎｍｉｎよりも高く最大回転数Ｎｍａｘよりも低い場合（Ｓ１８：Ｙ）、判定手段６６４は、回転数Ｎ（ｎ＋１）を基本回転数Ｎｂとする（Ｓ１９）。
【００５８】
そして、スクリュウコンベア４０の回転数Ｎ（ｎ＋１）が、最大回転数Ｎｍａｘよりも高い場合（Ｓ１８：Ｎ、Ｓ２０：Ｙ）、判定手段６６４は、最大回転数Ｎｍａｘを基本回転数Ｎｂとする（Ｓ２１）。
【００５９】
また、スクリュウコンベア４０の回転数Ｎ（ｎ＋１）が、最小回転数Ｎｍｉｎよりも低い場合（Ｓ１８：Ｎ、Ｓ２０：Ｎ、Ｓ２２）、判定手段６６４は、最小回転数Ｎｍｉｎを基本回転数Ｎｂとする（Ｓ２３）。
【００６０】
なお、図４に示す制御フローは、切り出しコンベア２０の駆動が停止している（つまり、ホッパ３０への燃料の投入が停止されている）状態における、スクリュウコンベア４０の燃料供給量に係る制御を示すものであるが、ホッパ３０内の燃料が少なくなって所定の最低重量に達すると、切り出しコンベア２０が駆動してホッパ３０への燃料の投入が再開される。燃料投入中は、スクリュウコンベア４０は、切り出しコンベア２０が駆動した時の回転数で維持される。燃料投入再開後、ホッパ３０内の燃料量が所定の最大重量に達すると、切り出しコンベア２０の駆動が停止される。
【００６１】
以上のように本発明の実施の一形態に係るガス化装置１の制御装置６０は、ホッパ３０内の燃料をガス化炉５０に供給するスクリュウコンベア４０の燃料供給量を制御するガス化装置１の制御装置６０であって、ホッパ３０内の燃料重量を検出するロードセル６１・６１と、ロードセル６１・６１によって検出されたホッパ３０内の燃料重量の単位時間当たりの変化量に基づいて、ガス化炉５０に供給された実際の燃料重量Ｗｒを演算する実重量演算手段６６１と、スクリュウコンベア４０の回転数を検出するポテンショメータ６２と、スクリュウコンベア４０の回転数と供給可能な燃料重量との関係について規定するマップ６７１を記憶する記憶部６７と、ガス化炉５０に供給する燃料重量をマップ６７１に基づいて設定するタッチパネル６３と、実重量演算手段６６１によって演算された燃料重量Ｗｒとタッチパネル６３によって設定された燃料重量Ｗｄとの差ΔＷを演算する重量差演算手段６６２と、スクリュウコンベア４０の回転数を補正する回転数補正手段６６３と、を備え、回転数補正手段６６３は、重量差演算手段６６２によって演算された燃料重量差ΔＷにおいて、タッチパネル６３によって設定された燃料重量Ｗｄよりも実重量演算手段６６１によって演算された燃料重量Ｗｒが大きい場合は、スクリュウコンベア４０の回転数を減少する補正を行い、重量差演算手段６６２によって演算された燃料重量差ΔＷにおいて、タッチパネル６３によって設定された燃料重量Ｗｄよりも実重量演算手段６６１によって演算された燃料重量Ｗｒが小さい場合は、スクリュウコンベア４０の回転数を増加する補正を行うものである。
【００６２】
このような構成により、ガス化炉５０に実際に供給された燃料重量に応じてスクリュウコンベア４０の回転数を補正することにより、一定重量の燃料を安定的に供給することが可能である。これにより、ガス化装置１の生成ガス量が安定する。
【００６３】
そして、記憶部６７は、スクリュウコンベア４０の回転数を減少する補正を行う場合の最小補正値ΔＮｍｉｎと、スクリュウコンベア４０の回転数を増加する補正を行う場合の最大補正値ΔＮｍａｘと、を記憶し、回転数補正手段６６３は、最小補正値ΔＮｍｉｎから最大補正値ΔＮｍａｘの範囲内において、スクリュウコンベア４０の回転数を減少および増加する補正を行うものである。
【００６４】
このような構成により、スクリュウコンベア４０の回転数の補正範囲を制限できるため、過大な補正による回転数の大幅な変更に起因するガス化装置１の誤作動を防止することが可能である。
【００６５】
また、記憶部６７は、最大補正値ΔＮｍａｘと最小補正値ΔＮｍｉｎとの差がいくつかに分割された単位補正値ΔＮ１を記憶し、回転数補正手段６６３は、最小補正値ΔＮｍｉｎから最大補正値ΔＮｍａｘの範囲内において、スクリュウコンベア４０の回転数を単位補正値ΔＮ１を用いて段階的に減少および増加する補正を行うものである。
【００６６】
このような構成により、スクリュウコンベア４０の回転数の変更が緩やかであるため、急激な回転数の変更によるガス化装置１の誤作動を防止することが可能である。
【００６７】
さらに、記憶部６７は、重量差演算手段６６２によって演算された燃料重量差ΔＷに係る閾値ΔＷｄを記憶し、回転数補正手段６６３は、重量差演算手段６６２によって演算された燃料重量差ΔＷが閾値ΔＷｄを超える場合に、スクリュウコンベア４０の回転数を減少および増加する補正を行うものである。
【００６８】
このような構成により、外乱に起因する僅かな重量変動の場合は、スクリュウコンベア４０の回転数が変更されないため、回転数の頻繁な変更によるガス化装置１の誤作動を防止することが可能である。
【００６９】
そして、記憶部６７は、スクリュウコンベア４０の回転数に係る最小回転数Ｎｍｉｎと、スクリュウコンベア４０の回転数に係る最大回転数Ｎｍａｘと、を記憶し、回転数補正手段６６３による補正後のスクリュウコンベア４０の回転数が最小回転数Ｎｍｉｎと最大回転数Ｎｍａｘとの範囲内にあるか否かを判定する判定手段６６４を備え、判定手段６６４は、回転数補正手段６６３による補正後のスクリュウコンベア４０の回転数が、最小回転数Ｎｍｉｎよりも高く最大回転数Ｎｍａｘよりも低い場合は、回転数補正手段６６３による補正後のスクリュウコンベア４０の回転数を選択し、回転数補正手段６６３による補正後のスクリュウコンベア４０の回転数が、最小回転数Ｎｍｉｎよりも低い場合は、最小回転数Ｎｍｉｎを選択し、回転数補正手段６６３による補正後のスクリュウコンベア４０の回転数が、最大回転数Ｎｍａｘよりも高い場合は、最大回転数Ｎｍａｘを選択するものである。
【００７０】
このような構成により、スクリュウコンベア４０の回転数の変更範囲を制限できるため、過大・過小な回転数によるガス化装置１の誤作動を防止することが可能である。
【００７１】
次に、制御装置６０の別の制御フローについて説明する。
【００７２】
図５に示すように、制御装置６０は、スクリュウコンベア４０が駆動中（Ｓ１）に切り出しコンベア２０の駆動を停止（Ｓ２）させると、その停止された時ｔ１から時間をカウントする（Ｓ３）
【００７３】
さらに、時間ｔ１をカウントすると同時に、時間ｔ１におけるホッパ３０内の燃料重量Ｗ１をロードセル６１・６１によって検出する（Ｓ４）
【００７４】
その後、時間ｔ２（Ｓ５）におけるホッパ３０内の燃料重量Ｗ２をロードセル６１・６１によって検出し（Ｓ６）、燃料重量Ｗ２が予定重量Ｗｄよりも大きい場合は（Ｓ７：Ｎ）、制御装置６０は、スクリュウコンベア４０の回転数を変更せずに（Ｓ１）、切り出しコンベア２０の駆動が停止した状態を継続する（Ｓ２）。
【００７５】
一方、ホッパ３０内の燃料が減少して燃料重量Ｗ２が予定重量Ｗｄ以下である場合は（Ｓ７：Ｙ）、制御装置６０は、切り出しコンベア２０を駆動させる（Ｓ８）。
【００７６】
そして、制御装置６０は、時間ｔ１から時間ｔ２までの時間Δｔを演算し（Ｓ９）、燃料重量Ｗ２と燃料重量Ｗ１との差を時間Δｔで割った値Ｗｒを演算する（Ｓ１０）。つまり、制御装置６０は、スクリュウコンベア４０がホッパ３０に供給した時間Δｔ当たりの燃料重量Ｗｒを演算する。
【００７７】
そして、実重量Ｗｒと予定重量Ｗｄとを比較して（予定重量Ｗｄから実重量Ｗｒを減じて）重量差ΔＷを演算し（Ｓ１１）、重量差ΔＷが閾値ΔＷｄ以下の場合は（Ｓ１２：Ｙ）、スクリュウコンベア４０の回転数を変更しない（Ｓ１）。
【００７８】
一方、重量差ΔＷが閾値ΔＷｄより大きく予定重量Ｗｄよりも大きい場合は（Ｓ１２：Ｎ、Ｓ１３：Ｙ）、スクリュウコンベア４０の回転数を所定数減少させ（Ｓ１４）、重量差ΔＷが閾値ΔＷｄより大きく予定重量Ｗｄよりも小さい場合は（Ｓ１２：Ｎ、Ｓ１３：Ｎ）、スクリュウコンベア４０の回転数を所定数増加させる（Ｓ１５）。
【符号の説明】
【００７９】
１ ガス化装置
３０ ホッパ
４０ スクリュウコンベア
５０ ガス化炉
６０ 制御装置
６１ ロードセル（重量検出手段）
６２ ポテンショメータ（回転数検出手段）
６３ タッチパネル（予定供給量設定手段）
６７ 記憶部（記憶手段）
６６１ 実重量演算手段
６６２ 重量差演算手段
６６３ 回転数補正手段
６６４ 判定手段
６７１ マップ
Ｎｍａｘ 最大回転数
Ｎｍｉｎ 最小回転数
Ｗｄ 予定重量
Ｗｒ 実重量
ΔＮ１ 単位補正値
ΔＮｍａｘ 最大補正値
ΔＮｍｉｎ 最小補正値
ΔＷ 燃料重量差
ΔＷｄ 閾値
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス化装置の制御装置に関し、詳しくは、ホッパ内の燃料をガス化炉に供給するスクリュウコンベアの供給量制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガス化装置の制御装置に係るスクリュウコンベアの燃料供給量を制御する技術は公知となっている（例えば、特許文献１参照）。ここで、ガス化装置の一つとして、おが粉等を燃料とする木質バイオマス発電プラントが広く知られており、特許文献１に記載されているガス化装置の制御装置は、スクリュウコンベアの回転数を一定に制御することにより、ホッパ内の燃料を一定体積ずつガス化炉に供給することが可能である。
【０００３】
しかし、燃料の体積が一定であっても比重が変化すると燃料の重量が変化するが、特許文献１に記載されているガス化装置の制御装置は、スクリュウコンベアの回転数が一定であるため、一定重量の燃料を安定的に供給することができず、これにより、ガス化装置の生成ガス量が不安定になる、という問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−８２９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、一定重量の燃料を安定的に供給することが可能なガス化装置の制御装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は以上のとおりであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００７】
すなわち、請求項１においては、ホッパ内の燃料をガス化炉に供給するスクリュウコンベアの燃料供給量を制御するガス化装置の制御装置であって、前記ホッパ内の燃料重量を検出する重量検出手段と、前記重量検出手段によって検出された前記ホッパ内の燃料重量の単位時間当たりの変化量に基づいて、前記ガス化炉に供給された実際の燃料重量を演算する実重量演算手段と、前記スクリュウコンベアの回転数を検出する回転数検出手段と、前記スクリュウコンベアの回転数と供給可能な燃料重量との関係について規定するマップを記憶する記憶手段と、前記ガス化炉に供給する燃料重量を前記マップに基づいて設定する予定重量設定手段と、前記実重量演算手段によって演算された燃料重量と前記予定重量設定手段によって設定された燃料重量との差を演算する重量差演算手段と、前記スクリュウコンベアの回転数を補正する回転数補正手段と、を備え、前記回転数補正手段は、前記重量差演算手段によって演算された燃料重量差において、前記予定重量設定手段によって設定された燃料重量よりも前記実重量演算手段によって演算された燃料重量が大きい場合は、前記スクリュウコンベアの回転数を減少する補正を行い、前記重量差演算手段によって演算された燃料重量差において、前記予定重量設定手段によって設定された燃料重量よりも前記実重量演算手段によって演算された燃料重量が小さい場合は、前記スクリュウコンベアの回転数を増加する補正を行うものである。
【０００８】
請求項２においては、前記記憶手段は、前記スクリュウコンベアの回転数を減少する補正を行う場合の最小補正値と、前記スクリュウコンベアの回転数を増加する補正を行う場合の最大補正値と、を記憶し、前記回転数補正手段は、前記最小補正値から前記最大補正値の範囲内において、前記スクリュウコンベアの回転数を減少および増加する補正を行うものである。
【０００９】
請求項３においては、前記記憶手段は、前記最大補正値と前記最小補正値との差がいくつかに分割された単位補正値を記憶し、前記回転数補正手段は、前記最小補正値から前記最大補正値の範囲内において、前記スクリュウコンベアの回転数を前記単位補正値を用いて段階的に減少および増加する補正を行うものである。
【００１０】
請求項４においては、前記記憶手段は、前記重量差演算手段によって演算された燃料重量差に係る閾値を記憶し、前記回転数補正手段は、前記重量差演算手段によって演算された燃料重量差が前記閾値を超える場合に、前記スクリュウコンベアの回転数を減少および増加する補正を行うものである。
【００１１】
請求項５においては、前記記憶手段は、前記スクリュウコンベアの回転数に係る最小回転数と、前記スクリュウコンベアの回転数に係る最大回転数と、を記憶し、前記回転数補正手段による補正後のスクリュウコンベアの回転数が前記最小回転数と前記最大回転数との範囲内にあるか否かを判定する判定手段を備え、前記判定手段は、前記回転数補正手段による補正後のスクリュウコンベアの回転数が、前記最小回転数よりも高く前記最大回転数よりも低い場合は、前記回転数補正手段による補正後のスクリュウコンベアの回転数を選択し、前記回転数補正手段による補正後のスクリュウコンベアの回転数が、前記最小回転数よりも低い場合は、前記最小回転数を選択し、前記回転数補正手段による補正後のスクリュウコンベアの回転数が、前記最大回転数よりも高い場合は、前記最大回転数を選択するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１３】
請求項１においては、ガス化炉に実際に供給された燃料重量に応じてスクリュウコンベアの回転数を補正することにより、一定重量の燃料を安定的に供給することが可能である。これにより、ガス化装置の生成ガス量が安定する。
【００１４】
請求項２においては、スクリュウコンベアの回転数の補正範囲を制限できるため、過大な補正による回転数の大幅な変更に起因するガス化装置の誤作動を防止することが可能である。
【００１５】
請求項３においては、スクリュウコンベアの回転数の変更が緩やかであるため、急激な回転数の変更によるガス化装置の誤作動を防止することが可能である。
【００１６】
請求項４においては、外乱に起因する僅かな重量変動の場合は、スクリュウコンベアの回転数が変更されないため、回転数の頻繁な変更によるガス化装置の誤作動を防止することが可能である。
【００１７】
請求項５においては、スクリュウコンベアの回転数の変更範囲を制限できるため、過大・過小な回転数によるガス化装置の誤作動を防止することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】制御装置を備えるガス化装置を模式的に示す図。
【図２】制御装置の制御ブロック図。
【図３】記憶部に記憶されるマップ図。
【図４】制御装置の制御フロー図。
【図５】制御装置の別の制御フロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本発明を実施するための形態について説明する。
【００２０】
図１に示すガス化装置１は、例えば、おが粉を燃料とする木質バイオマス発電プラントである。なお、以下の説明における「燃料」は、特に断りがない限り「おが粉」を指すものとする。ガス化装置１は、サイロ１０、切り出しコンベア２０、ホッパ３０、スクリュウコンベア４０、ガス化炉５０、および制御装置６０等で構成される。ガス化装置１では、サイロ１０に貯溜される燃料１１が切り出しコンベア２０によって搬送されてホッパ３０に投入され（図１に示す燃料２１）、ホッパ３０内の燃料３１がスクリュウコンベア４０によって搬送されてガス化炉５０に供給される。なお、スクリュウコンベア４０からガス化炉５０までの間は、適宜の搬送装置７０によって燃料が搬送される。ガス化炉５０に供給するスクリュウコンベア４０の燃料供給量は、制御装置６０によって制御される。
【００２１】
図２に示す制御装置６０には、ロードセル６１・６１、ポテンショメータ６２、タッチパネル６３、モータ６４、およびインバータ６５が接続される。
【００２２】
ロードセル６１・６１は、本発明に係る「重量検出手段」の実施の一形態である。ロードセル６１・６１は、ホッパ３０内の燃料重量を検出する。ロードセル６１・６１は、スクリュウコンベア４０の搬送方向におけるホッパ３０の下部の両端部に取り付けられる。なお、以下の説明におけるロードセル６１・６１によって検出された燃料重量は、二つのロードセル６１・６１によって検出されたホッパ３０内の燃料重量の平均値である。
【００２３】
ポテンショメータ６２は、本発明に係る「回転数検出手段」の実施の一形態である。ポテンショメータ６２は、スクリュウコンベア４０の回転軸近傍に設けられ、スクリュウコンベア４０の回転数を検出する。
【００２４】
タッチパネル６３は、本発明に係る「予定供給量設定手段」の実施の一形態である。タッチパネル６３により、作業者がガス化炉５０に供給する燃料重量（以下「予定重量」という。）Ｗｄを設定する。タッチパネル６３には、予定重量Ｗｄ等が表示される。
【００２５】
モータ６４は、スクリュウコンベア４０を回転させるアクチュエータとなるものである。モータ６４の出力軸は、適宜の減速機等を介してスクリュウコンベア４０の回転軸と接続される。
【００２６】
インバータ６５は、制御装置６０からの制御信号に応じてモータ６４に電力を供給してモータ６４を所定の回転数で回転駆動させるものである。
【００２７】
制御装置６０は、処理部６６と、記憶部６７と、ポート等を有する。
【００２８】
処理部６６は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等で構成される。処理部６６は、実重量演算手段６６１、重量差演算手段６６２、回転数補正手段６６３、および判定手段６６４に係る機能を有する。
【００２９】
実重量演算手段６６１は、スクリュウコンベア４０によってガス化炉５０に供給された実際の燃料重量（以下「実重量」という。）Ｗｒを演算する。実重量Ｗｒは、ロードセル６１・６１によって検出されたホッパ３０内の燃料重量の単位時間当たりの変化量に基づいて演算される。
【００３０】
重量差演算手段６６２は、実重量Ｗｒと予定重量Ｗｄとの差（以下「重量差」という。）ΔＷを演算する。
【００３１】
回転数補正手段６６３は、スクリュウコンベア４０の回転数を補正する。つまり、回転数補正手段６６３は、インバータ６５への制御信号を補正して、モータ６４の回転数を変更する。具体的には、回転数補正手段６４１は、予定重量Ｗｄよりも実重量Ｗｒが大きい場合は、スクリュウコンベア４０の回転数を減少する補正を行い、予定重量Ｗｄよりも実重量Ｗｒが小さい場合は、スクリュウコンベア４０の回転数を増加する補正を行う。つまり、回転数補正手段６４１は、予定重量Ｗｄよりも実重量Ｗｒが大きい場合（実際の燃料の供給量が予定よりも多い場合）は、スクリュウコンベア４０の回転数を減少させてスクリュウコンベア４０の燃料供給量を少なくし、予定重量Ｗｄよりも実重量Ｗｒが小さい場合（実際の燃料の供給量が予定よりも少ない場合）は、スクリュウコンベア４０の回転数を増加させてスクリュウコンベア４０の燃料供給量を多くする。
【００３２】
判定手段６６４は、回転数補正手段６６３による補正後のスクリュウコンベア４０の回転数が最小回転数Ｎｍｉｎと最大回転数Ｎｍａｘとの範囲内にあるか否かを判定し、その判定結果に応じて、回転数補正手段６４１による補正後のスクリュウコンベア４０の回転数、最小回転数Ｎｍｉｎ、および最大回転数Ｎｍａｘの内から、適切な回転数を選択する。
【００３３】
記憶部６７は、本発明に係る「記憶手段」の実施の一形態である。記憶部６７は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成される。記憶部６７は、マップ６７１、最小補正値ΔＮｍｉｎ、最大補正値ΔＮｍａｘ、単位補正値ΔＮ１、閾値ΔＷｄ、最小回転数Ｎｍｉｎ、および最大回転数Ｎｍａｘを記憶する。
【００３４】
マップ６７１は、スクリュウコンベア４０の回転数と供給可能な燃料重量（予定重量Ｗｄ）との関係について規定するものである（図３参照）。つまり、マップ６７１は、任意の回転数におけるスクリュウコンベア４０が供給可能な燃料重量（予定重量Ｗｄ）について規定するものである。予定重量Ｗｄは、マップ６７１に基づいてタッチパネル６３により作業者によって設定される。
【００３５】
最小補正値ΔＮｍｉｎは、スクリュウコンベア４０の回転数を減少する補正を行う場合の最小の補正値である。つまり、最小補正値ΔＮｍｉｎは、スクリュウコンベア４０の回転数を減少する補正を行う場合の下限値を規定する。
【００３６】
最大補正値ΔＮｍａｘは、スクリュウコンベア４０の回転数を増加する補正を行う場合の最大の補正値である。つまり、最大補正値ΔＮｍａｘは、スクリュウコンベア４０の回転数を増加する補正を行う場合の上限値を規定する。
【００３７】
単位補正値ΔＮ１は、最大補正値ΔＮｍａｘと最小補正値ΔＮｍｉｎとの差がいくつかに分割された補正値である。ここで、この分割する数は、最小補正値ΔＮｍｉｎから最大補正値ΔＮｍａｘの範囲内において、スクリュウコンベア４０の回転数を緩やかに補正する観点から定められる。
【００３８】
閾値ΔＷｄは、重量差演算手段によって演算された燃料重量差（重量差ΔＷ）に係る閾値である。つまり、閾値ΔＷｄは、重量差ΔＷが不感帯に入るか否かを定める閾値である。
【００３９】
最小回転数Ｎｍｉｎは、スクリュウコンベア４０の回転数に係る最小回転数である。つまり、最小回転数Ｎｍｉｎは、スクリュウコンベア４０の回転数の下限値を規定する。
【００４０】
最大回転数Ｎｍａｘは、スクリュウコンベア４０の回転数に係る最大回転数である。つまり、最大回転数Ｎｍａｘは、スクリュウコンベア４０の回転数の上限値を規定する。
【００４１】
なお、制御装置６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭ等がバスで接続される構成であるが、ワンチップのＬＳＩによって構成することも可能である。
【００４２】
次に、制御装置６０の制御フローについて説明する。
【００４３】
図４に示すように、スクリュウコンベア４０は、基本回転数Ｎｂで回転する（Ｓ１）。基本回転数Ｎｂは、作業開始時においては経験値等により任意に設定される。
【００４４】
そして、実重量演算手段６６１は、所定時間毎に実重量Ｗｒを演算し（Ｓ２）、重量差演算手段６６２は、予定重量Ｗｄと実重量Ｗｒとを比較して（予定重量Ｗｄから実重量Ｗｒを減じて）重量差ΔＷを演算する（Ｓ３）。
【００４５】
そして、重量差ΔＷが閾値ΔＷｄ以下である場合（Ｓ４：Ｙ）、回転数補正手段６６３は、スクリュウコンベア４０の回転数を補正しない。つまり、スクリュウコンベア４０は、継続して基本回転数Ｎｂで回転する（Ｓ１）。
【００４６】
一方、重量差ΔＷが閾値ΔＷｄより大きい場合（Ｓ４：Ｎ）、回転数補正手段６６３は、スクリュウコンベア４０の基本回転数Ｎｂを補正する。
【００４７】
ここで、Ｓ５において予定重量Ｗｄよりも実重量Ｗｒが大きい場合（Ｓ５：Ｙ）、回転数補正手段６６３は、現段階の補正値ΔＮｎに対して単位補正値ΔＮ１を減じて、次段階の補正値ΔＮ（ｎ＋１）を演算する（Ｓ６）。
【００４８】
そして、Ｓ７において次段階の補正値ΔＮ（ｎ＋１）が最小補正値ΔＮｍｉｎ以下である場合（Ｓ７：Ｙ）、回転数補正手段６６３は、最小補正値ΔＮｍｉｎを選択する（Ｓ８）。
【００４９】
そして、回転数補正手段６６３は、スクリュウコンベア４０の基本回転数Ｎｂに対して最小補正値ΔＮｍｉｎを減じて、スクリュウコンベア４０の回転数Ｎ（ｎ＋１）を演算する（Ｓ９）。
【００５０】
また、Ｓ７において次段階の補正値ΔＮ（ｎ＋１）が最小補正値Δｍｉｎよりも大きい場合（Ｓ７：Ｎ）、回転数補正手段６６３は、補正値ΔＮ（ｎ＋１）を採用する（Ｓ１０）。
【００５１】
そして、回転数補正手段６６３は、スクリュウコンベア４０の基本回転数Ｎｂに対して補正値ΔＮ（ｎ＋１）を減じて、スクリュウコンベア４０の回転数Ｎ（ｎ＋１）を演算する（Ｓ１１）
【００５２】
一方、Ｓ５において予定重量Ｗｄよりも実重量Ｗｒが小さい場合（Ｓ５：Ｎ）、回転数補正手段６６３は、現段階の補正値ΔＮｎに対して単位補正値ΔＮ１を加えて、次段階の補正値ΔＮ（ｎ＋１）を演算する（Ｓ１２）。
【００５３】
そして、Ｓ１３において次段階の補正値ΔＮ（ｎ＋１）が最大補正値ΔＮｍａｘ以上である場合（Ｓ１３：Ｙ）、回転数補正手段６６３は、最大補正値ΔＮｍａｘを選択する（Ｓ１４）。
【００５４】
そして、回転数補正手段６６３は、スクリュウコンベア４０の基本回転数Ｎｂに対して最大補正値ΔＮｍａｘを加えて、スクリュウコンベア４０の回転数Ｎ（ｎ＋１）を演算する（Ｓ１５）。
【００５５】
また、Ｓ１３において次段階の補正値ΔＮ（ｎ＋１）が最大補正値ΔＮｍａｘよりも小さい場合（Ｓ１３：Ｎ）、回転数補正手段６６３は、補正値ΔＮ（ｎ＋１）を選択する（Ｓ１６）。
【００５６】
そして、回転数補正手段６６３は、スクリュウコンベア４０の基本回転数Ｎｂに対して補正値ΔＮ（ｎ＋１）を加えて、スクリュウコンベア４０の回転数Ｎ（ｎ＋１）を演算する（Ｓ１７）。
【００５７】
次に、Ｓ９、Ｓ１１、Ｓ１５、Ｓ１７のそれぞれにおいて、回転数補正手段６６３が演算したスクリュウコンベア４０の回転数Ｎ（ｎ＋１）が、最小回転数Ｎｍｉｎから最大回転数Ｎｍａｘの範囲内にある場合、つまり、最小回転数Ｎｍｉｎよりも高く最大回転数Ｎｍａｘよりも低い場合（Ｓ１８：Ｙ）、判定手段６６４は、回転数Ｎ（ｎ＋１）を基本回転数Ｎｂとする（Ｓ１９）。
【００５８】
そして、スクリュウコンベア４０の回転数Ｎ（ｎ＋１）が、最大回転数Ｎｍａｘよりも高い場合（Ｓ１８：Ｎ、Ｓ２０：Ｙ）、判定手段６６４は、最大回転数Ｎｍａｘを基本回転数Ｎｂとする（Ｓ２１）。
【００５９】
また、スクリュウコンベア４０の回転数Ｎ（ｎ＋１）が、最小回転数Ｎｍｉｎよりも低い場合（Ｓ１８：Ｎ、Ｓ２０：Ｎ、Ｓ２２）、判定手段６６４は、最小回転数Ｎｍｉｎを基本回転数Ｎｂとする（Ｓ２３）。
【００６０】
なお、図４に示す制御フローは、切り出しコンベア２０の駆動が停止している（つまり、ホッパ３０への燃料の投入が停止されている）状態における、スクリュウコンベア４０の燃料供給量に係る制御を示すものであるが、ホッパ３０内の燃料が少なくなって所定の最低重量に達すると、切り出しコンベア２０が駆動してホッパ３０への燃料の投入が再開される。燃料投入中は、スクリュウコンベア４０は、切り出しコンベア２０が駆動した時の回転数で維持される。燃料投入再開後、ホッパ３０内の燃料量が所定の最大重量に達すると、切り出しコンベア２０の駆動が停止される。
【００６１】
以上のように本発明の実施の一形態に係るガス化装置１の制御装置６０は、ホッパ３０内の燃料をガス化炉５０に供給するスクリュウコンベア４０の燃料供給量を制御するガス化装置１の制御装置６０であって、ホッパ３０内の燃料重量を検出するロードセル６１・６１と、ロードセル６１・６１によって検出されたホッパ３０内の燃料重量の単位時間当たりの変化量に基づいて、ガス化炉５０に供給された実際の燃料重量Ｗｒを演算する実重量演算手段６６１と、スクリュウコンベア４０の回転数を検出するポテンショメータ６２と、スクリュウコンベア４０の回転数と供給可能な燃料重量との関係について規定するマップ６７１を記憶する記憶部６７と、ガス化炉５０に供給する燃料重量をマップ６７１に基づいて設定するタッチパネル６３と、実重量演算手段６６１によって演算された燃料重量Ｗｒとタッチパネル６３によって設定された燃料重量Ｗｄとの差ΔＷを演算する重量差演算手段６６２と、スクリュウコンベア４０の回転数を補正する回転数補正手段６６３と、を備え、回転数補正手段６６３は、重量差演算手段６６２によって演算された燃料重量差ΔＷにおいて、タッチパネル６３によって設定された燃料重量Ｗｄよりも実重量演算手段６６１によって演算された燃料重量Ｗｒが大きい場合は、スクリュウコンベア４０の回転数を減少する補正を行い、重量差演算手段６６２によって演算された燃料重量差ΔＷにおいて、タッチパネル６３によって設定された燃料重量Ｗｄよりも実重量演算手段６６１によって演算された燃料重量Ｗｒが小さい場合は、スクリュウコンベア４０の回転数を増加する補正を行うものである。
【００６２】
このような構成により、ガス化炉５０に実際に供給された燃料重量に応じてスクリュウコンベア４０の回転数を補正することにより、一定重量の燃料を安定的に供給することが可能である。これにより、ガス化装置１の生成ガス量が安定する。
【００６３】
そして、記憶部６７は、スクリュウコンベア４０の回転数を減少する補正を行う場合の最小補正値ΔＮｍｉｎと、スクリュウコンベア４０の回転数を増加する補正を行う場合の最大補正値ΔＮｍａｘと、を記憶し、回転数補正手段６６３は、最小補正値ΔＮｍｉｎから最大補正値ΔＮｍａｘの範囲内において、スクリュウコンベア４０の回転数を減少および増加する補正を行うものである。
【００６４】
このような構成により、スクリュウコンベア４０の回転数の補正範囲を制限できるため、過大な補正による回転数の大幅な変更に起因するガス化装置１の誤作動を防止することが可能である。
【００６５】
また、記憶部６７は、最大補正値ΔＮｍａｘと最小補正値ΔＮｍｉｎとの差がいくつかに分割された単位補正値ΔＮ１を記憶し、回転数補正手段６６３は、最小補正値ΔＮｍｉｎから最大補正値ΔＮｍａｘの範囲内において、スクリュウコンベア４０の回転数を単位補正値ΔＮ１を用いて段階的に減少および増加する補正を行うものである。
【００６６】
このような構成により、スクリュウコンベア４０の回転数の変更が緩やかであるため、急激な回転数の変更によるガス化装置１の誤作動を防止することが可能である。
【００６７】
さらに、記憶部６７は、重量差演算手段６６２によって演算された燃料重量差ΔＷに係る閾値ΔＷｄを記憶し、回転数補正手段６６３は、重量差演算手段６６２によって演算された燃料重量差ΔＷが閾値ΔＷｄを超える場合に、スクリュウコンベア４０の回転数を減少および増加する補正を行うものである。
【００６８】
このような構成により、外乱に起因する僅かな重量変動の場合は、スクリュウコンベア４０の回転数が変更されないため、回転数の頻繁な変更によるガス化装置１の誤作動を防止することが可能である。
【００６９】
そして、記憶部６７は、スクリュウコンベア４０の回転数に係る最小回転数Ｎｍｉｎと、スクリュウコンベア４０の回転数に係る最大回転数Ｎｍａｘと、を記憶し、回転数補正手段６６３による補正後のスクリュウコンベア４０の回転数が最小回転数Ｎｍｉｎと最大回転数Ｎｍａｘとの範囲内にあるか否かを判定する判定手段６６４を備え、判定手段６６４は、回転数補正手段６６３による補正後のスクリュウコンベア４０の回転数が、最小回転数Ｎｍｉｎよりも高く最大回転数Ｎｍａｘよりも低い場合は、回転数補正手段６６３による補正後のスクリュウコンベア４０の回転数を選択し、回転数補正手段６６３による補正後のスクリュウコンベア４０の回転数が、最小回転数Ｎｍｉｎよりも低い場合は、最小回転数Ｎｍｉｎを選択し、回転数補正手段６６３による補正後のスクリュウコンベア４０の回転数が、最大回転数Ｎｍａｘよりも高い場合は、最大回転数Ｎｍａｘを選択するものである。
【００７０】
このような構成により、スクリュウコンベア４０の回転数の変更範囲を制限できるため、過大・過小な回転数によるガス化装置１の誤作動を防止することが可能である。
【００７１】
次に、制御装置６０の別の制御フローについて説明する。
【００７２】
図５に示すように、制御装置６０は、スクリュウコンベア４０が駆動中（Ｓ１）に切り出しコンベア２０の駆動を停止（Ｓ２）させると、その停止された時ｔ１から時間をカウントする（Ｓ３）
【００７３】
さらに、時間ｔ１をカウントすると同時に、時間ｔ１におけるホッパ３０内の燃料重量Ｗ１をロードセル６１・６１によって検出する（Ｓ４）
【００７４】
その後、時間ｔ２（Ｓ５）におけるホッパ３０内の燃料重量Ｗ２をロードセル６１・６１によって検出し（Ｓ６）、燃料重量Ｗ２が予定重量Ｗｄよりも大きい場合は（Ｓ７：Ｎ）、制御装置６０は、スクリュウコンベア４０の回転数を変更せずに（Ｓ１）、切り出しコンベア２０の駆動が停止した状態を継続する（Ｓ２）。
【００７５】
一方、ホッパ３０内の燃料が減少して燃料重量Ｗ２が予定重量Ｗｄ以下である場合は（Ｓ７：Ｙ）、制御装置６０は、切り出しコンベア２０を駆動させる（Ｓ８）。
【００７６】
そして、制御装置６０は、時間ｔ１から時間ｔ２までの時間Δｔを演算し（Ｓ９）、燃料重量Ｗ２と燃料重量Ｗ１との差を時間Δｔで割った値Ｗｒを演算する（Ｓ１０）。つまり、制御装置６０は、スクリュウコンベア４０がホッパ３０に供給した時間Δｔ当たりの燃料重量Ｗｒを演算する。
【００７７】
そして、実重量Ｗｒと予定重量Ｗｄとを比較して（予定重量Ｗｄから実重量Ｗｒを減じて）重量差ΔＷを演算し（Ｓ１１）、重量差ΔＷが閾値ΔＷｄ以下の場合は（Ｓ１２：Ｙ）、スクリュウコンベア４０の回転数を変更しない（Ｓ１）。
【００７８】
一方、重量差ΔＷが閾値ΔＷｄより大きく予定重量Ｗｄよりも大きい場合は（Ｓ１２：Ｎ、Ｓ１３：Ｙ）、スクリュウコンベア４０の回転数を所定数減少させ（Ｓ１４）、重量差ΔＷが閾値ΔＷｄより大きく予定重量Ｗｄよりも小さい場合は（Ｓ１２：Ｎ、Ｓ１３：Ｎ）、スクリュウコンベア４０の回転数を所定数増加させる（Ｓ１５）。
【符号の説明】
【００７９】
１ ガス化装置
３０ ホッパ
４０ スクリュウコンベア
５０ ガス化炉
６０ 制御装置
６１ ロードセル（重量検出手段）
６２ ポテンショメータ（回転数検出手段）
６３ タッチパネル（予定供給量設定手段）
６７ 記憶部（記憶手段）
６６１ 実重量演算手段
６６２ 重量差演算手段
６６３ 回転数補正手段
６６４ 判定手段
６７１ マップ
Ｎｍａｘ 最大回転数
Ｎｍｉｎ 最小回転数
Ｗｄ 予定重量
Ｗｒ 実重量
ΔＮ１ 単位補正値
ΔＮｍａｘ 最大補正値
ΔＮｍｉｎ 最小補正値
ΔＷ 燃料重量差
ΔＷｄ 閾値
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホッパ内の燃料をガス化炉に供給するスクリュウコンベアの燃料供給量を制御するガス化装置の制御装置であって、
前記ホッパ内の燃料重量を検出する重量検出手段と、
前記重量検出手段によって検出された前記ホッパ内の燃料重量の単位時間当たりの変化量に基づいて、前記ガス化炉に供給された実際の燃料重量を演算する実重量演算手段と、
前記スクリュウコンベアの回転数を検出する回転数検出手段と、
前記スクリュウコンベアの回転数と供給可能な燃料重量との関係について規定するマップを記憶する記憶手段と、
前記ガス化炉に供給する燃料重量を前記マップに基づいて設定する予定重量設定手段と、
前記実重量演算手段によって演算された燃料重量と前記予定重量設定手段によって設定された燃料重量との差を演算する重量差演算手段と、
前記スクリュウコンベアの回転数を補正する回転数補正手段と、を備え、
前記回転数補正手段は、
前記重量差演算手段によって演算された燃料重量差において、前記予定重量設定手段によって設定された燃料重量よりも前記実重量演算手段によって演算された燃料重量が大きい場合は、前記スクリュウコンベアの回転数を減少する補正を行い、
前記重量差演算手段によって演算された燃料重量差において、前記予定重量設定手段によって設定された燃料重量よりも前記実重量演算手段によって演算された燃料重量が小さい場合は、前記スクリュウコンベアの回転数を増加する補正を行うガス化装置の制御装置。
【請求項２】
前記記憶手段は、前記スクリュウコンベアの回転数を減少する補正を行う場合の最小補正値と、前記スクリュウコンベアの回転数を増加する補正を行う場合の最大補正値と、を記憶し、
前記回転数補正手段は、前記最小補正値から前記最大補正値の範囲内において、前記スクリュウコンベアの回転数を減少および増加する補正を行う請求項１に記載のガス化装置の制御装置。
【請求項３】
前記記憶手段は、前記最大補正値と前記最小補正値との差がいくつかに分割された単位補正値を記憶し、
前記回転数補正手段は、前記最小補正値から前記最大補正値の範囲内において、前記スクリュウコンベアの回転数を前記単位補正値を用いて段階的に減少および増加する補正を行う請求項１または請求項２に記載のガス化装置の制御装置。
【請求項４】
前記記憶手段は、前記重量差演算手段によって演算された燃料重量差に係る閾値を記憶し、
前記回転数補正手段は、前記重量差演算手段によって演算された燃料重量差が前記閾値を超える場合に、前記スクリュウコンベアの回転数を減少および増加する補正を行う請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のガス化装置の制御装置。
【請求項５】
前記記憶手段は、前記スクリュウコンベアの回転数に係る最小回転数と、前記スクリュウコンベアの回転数に係る最大回転数と、を記憶し、
前記回転数補正手段による補正後のスクリュウコンベアの回転数が前記最小回転数と前記最大回転数との範囲内にあるか否かを判定する判定手段を備え、
前記判定手段は、
前記回転数補正手段による補正後のスクリュウコンベアの回転数が、前記最小回転数よりも高く前記最大回転数よりも低い場合は、前記回転数補正手段による補正後のスクリュウコンベアの回転数を選択し、
前記回転数補正手段による補正後のスクリュウコンベアの回転数が、前記最小回転数よりも低い場合は、前記最小回転数を選択し、
前記回転数補正手段による補正後のスクリュウコンベアの回転数が、前記最大回転数よりも高い場合は、前記最大回転数を選択する請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のガス化装置の制御装置。
【請求項１】
ホッパ内の燃料をガス化炉に供給するスクリュウコンベアの燃料供給量を制御するガス化装置の制御装置であって、
前記ホッパ内の燃料重量を検出する重量検出手段と、
前記重量検出手段によって検出された前記ホッパ内の燃料重量の単位時間当たりの変化量に基づいて、前記ガス化炉に供給された実際の燃料重量を演算する実重量演算手段と、
前記スクリュウコンベアの回転数を検出する回転数検出手段と、
前記スクリュウコンベアの回転数と供給可能な燃料重量との関係について規定するマップを記憶する記憶手段と、
前記ガス化炉に供給する燃料重量を前記マップに基づいて設定する予定重量設定手段と、
前記実重量演算手段によって演算された燃料重量と前記予定重量設定手段によって設定された燃料重量との差を演算する重量差演算手段と、
前記スクリュウコンベアの回転数を補正する回転数補正手段と、を備え、
前記回転数補正手段は、
前記重量差演算手段によって演算された燃料重量差において、前記予定重量設定手段によって設定された燃料重量よりも前記実重量演算手段によって演算された燃料重量が大きい場合は、前記スクリュウコンベアの回転数を減少する補正を行い、
前記重量差演算手段によって演算された燃料重量差において、前記予定重量設定手段によって設定された燃料重量よりも前記実重量演算手段によって演算された燃料重量が小さい場合は、前記スクリュウコンベアの回転数を増加する補正を行うガス化装置の制御装置。
【請求項２】
前記記憶手段は、前記スクリュウコンベアの回転数を減少する補正を行う場合の最小補正値と、前記スクリュウコンベアの回転数を増加する補正を行う場合の最大補正値と、を記憶し、
前記回転数補正手段は、前記最小補正値から前記最大補正値の範囲内において、前記スクリュウコンベアの回転数を減少および増加する補正を行う請求項１に記載のガス化装置の制御装置。
【請求項３】
前記記憶手段は、前記最大補正値と前記最小補正値との差がいくつかに分割された単位補正値を記憶し、
前記回転数補正手段は、前記最小補正値から前記最大補正値の範囲内において、前記スクリュウコンベアの回転数を前記単位補正値を用いて段階的に減少および増加する補正を行う請求項１または請求項２に記載のガス化装置の制御装置。
【請求項４】
前記記憶手段は、前記重量差演算手段によって演算された燃料重量差に係る閾値を記憶し、
前記回転数補正手段は、前記重量差演算手段によって演算された燃料重量差が前記閾値を超える場合に、前記スクリュウコンベアの回転数を減少および増加する補正を行う請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のガス化装置の制御装置。
【請求項５】
前記記憶手段は、前記スクリュウコンベアの回転数に係る最小回転数と、前記スクリュウコンベアの回転数に係る最大回転数と、を記憶し、
前記回転数補正手段による補正後のスクリュウコンベアの回転数が前記最小回転数と前記最大回転数との範囲内にあるか否かを判定する判定手段を備え、
前記判定手段は、
前記回転数補正手段による補正後のスクリュウコンベアの回転数が、前記最小回転数よりも高く前記最大回転数よりも低い場合は、前記回転数補正手段による補正後のスクリュウコンベアの回転数を選択し、
前記回転数補正手段による補正後のスクリュウコンベアの回転数が、前記最小回転数よりも低い場合は、前記最小回転数を選択し、
前記回転数補正手段による補正後のスクリュウコンベアの回転数が、前記最大回転数よりも高い場合は、前記最大回転数を選択する請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のガス化装置の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−２１５８０９（Ｐ２０１０−２１５８０９Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６５１５０（Ｐ２００９−６５１５０）
【出願日】平成２１年３月１７日（２００９．３．１７）
【出願人】（０００００６７８１）ヤンマー株式会社 (3,810)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１７日（２００９．３．１７）
【出願人】（０００００６７８１）ヤンマー株式会社 (3,810)
【Ｆターム（参考）】
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