焼却装置の制御方法
【課題】 この発明が解決しようとする課題は、被焼却物の焼却処理を自動化することである。
【解決手段】 被焼却物２を収容する一次燃焼室３と、被焼却物２から発生させた乾留ガスを燃焼させる二次燃焼室４とを備え、被焼却物２を一次燃焼室３内で乾留ガス化と置火の状態で焼却する焼却装置の制御方法であって、被焼却物２の種別と重量に基づいて、前記乾留ガス化の焼却処理時間と前記置火の状態の焼却処理時間を調節することを特徴としている。
【解決手段】 被焼却物２を収容する一次燃焼室３と、被焼却物２から発生させた乾留ガスを燃焼させる二次燃焼室４とを備え、被焼却物２を一次燃焼室３内で乾留ガス化と置火の状態で焼却する焼却装置の制御方法であって、被焼却物２の種別と重量に基づいて、前記乾留ガス化の焼却処理時間と前記置火の状態の焼却処理時間を調節することを特徴としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、産業廃棄物等の被焼却物の焼却処理を行う焼却装置の制御方法に関する。特に、比較的小型の焼却装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業廃棄物や家庭ゴミ等の廃棄物（以下、「被焼却物」と云う。）の処理には、焼却処理が多用されている。これらの被焼却物の焼却処理に際し、従来の焼却方法は、前記被焼却物を燃焼室内で燃やしており、煙突から煤や煙が放出されている。また、前記被焼却物に含まれる水分が多いときは、燃え残りが発生し、この燃え残りを焼却するため、焼却処理時間が長くなっている。そこで、前記燃え残りや煤と煙をなくすため、前記被焼却物のみによる燃焼ではなく、補助燃料を用いて、前記被焼却物の焼却を促進することがある。この場合、前記被焼却物の種別や重量により、焼却処理時間が異なるが、多めの焼却処理時間を設定することがある。すなわち、前記被焼却物が燃え尽きるまでの時間の余裕をもたせるように多めに設定しており、焼却処理を早くする自動化が困難であった。従来の焼却装置は、作業者が焼却処理時間を調節している（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００３】
そして、従来の焼却方法においては、焼却中においてダイオキシン類（平成１１年法律第１０５号「ダイオキシン類対策特別措置法」第２条に規定された「ダイオキシン類」のことであり、「ポリ塩化ジベンゾフラン，ポリ塩化ジベンゾ−パラ−ジオキシン，コプラナ−ポリ塩化ビフェニル」を総称する表現として使用する。以下同じ）の発生がある。近年、前記ダイオキシン類の排出の抑制も必要となり、その排出抑制が急務となっている。
【０００４】
また、焼却中に発生したダイオキシン類をほぼ８００℃以上に加熱して熱分解する，いわゆる二次燃焼方式の焼却方法においては、前記二次燃焼後において、煙道内で熱分解した前記ダイオキシン類の再合成があり、前記ダイオキシン類の完全抑制が難しかった。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２４０９３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明が解決しようとする課題は、被焼却物の焼却処理を自動化することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、被焼却物を収容する一次燃焼室と、前記被焼却物から発生させた乾留ガスを燃焼させる二次燃焼室とを備え、前記被焼却物を前記一次燃焼室内で乾留ガス化と置火の状態で焼却する焼却装置の制御方法であって、前記被焼却物の種別と重量に基づいて、前記乾留ガス化の焼却処理時間と前記置火の状態の焼却処理時間を調節することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、投入する前記被焼却物の種別と重量が焼却処理ごとに異なっても、前記被焼却物の種別と重量を再入力するだけで、前記運転乾留工程時間と前記運転置火工程時間が決定されるので、焼却処理の運転を自動化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この発明は、産業廃棄物等の被焼却
物の焼却処理を行う焼却装置の制御方法に適用することができる。まず、第一の実施の形態を適用する前記焼却装置の構成について説明する。前記焼却装置は、基本的には、前記被焼却物を乾留ガス化方式および二次燃焼方式により焼却処理する装置である。具体的に説明すると、この焼却装置は、前記被焼却物を連続焼却するのではなく、つぎの手順でバッチ処理により焼却する。まず、前記被焼却物に着火し焼却を開始する。この焼却に際し、燃焼用空気の供給量を制限して供給することにより、前記被焼却物から乾留ガスを発生させながら焼却する。そして、この乾留ガスを二次燃焼させる。さらに、乾留ガスが発生しなくなった前記被焼却物を置火，いわゆる「おき」の状態で焼却する。
【００１０】
前記焼却装置は、一次バーナを備えた一次燃焼室と、二次バーナを備えた二次燃焼室と、排ガス冷却用の空気導入量を調節する冷却用空気導入量調節手段を備えた冷却手段と、この冷却手段の下流側に設けた排ガスを誘引する誘引手段と、前記焼却装置を制御する制御器とにより構成されている。
【００１１】
前記一次燃焼室は、前記被焼却物を収容して補助燃料を燃焼させることにより、前記被焼却物から乾留ガスを発生させ、この乾留ガスを貯留するものである。前記一次燃焼室は、前記被焼却物を収容するように、たとえば角型形状に構成されており、補助燃料を燃焼させる前記一次バーナを備えている。この一次バーナは、送風手段を備えておらず、前記誘引手段の誘引により、燃焼用空気が供給される構成としている。前記一次燃焼室には、この一次燃焼室内の圧力を検出する圧力検出手段が設けられている。
【００１２】
前記二次燃焼室は、前記一次燃焼室において前記被焼却物の焼却中に発生したダイオキシン類を熱分解するとともに、前記一次燃焼室で発生した乾留ガスを燃焼させるものである。前記二次燃焼室は、たとえば角型形状で所定の容積を有して構成されており、補助燃料を燃焼させる前記二次バーナを備え、前記冷却手段と接続されている。前記二次バーナは、前記一次バーナと同様な構成としており、送風手段を備えておらず、前記誘引手段の誘引により、燃焼用空気が供給される構成としている。
【００１３】
前記冷却手段は、前記ダイオキシン類が前記一次燃焼室内で熱分解した後、煙道内で再合成するのを防止するものである。前記冷却手段は、冷却用空気を導入する冷却用空気ダクトと、この冷却用空気ダクト内に設けた前記冷却用空気導入量調節手段と、この冷却用空気導入量調節手段の下流側に設けた冷却用空気と排ガスを混合する混合部とを備えている。前記冷却用空気導入量調節手段は、たとえばダンパとこのダンパの開度を調節するダンパモータとを備えている。そして、前記冷却手段の下流側には、この冷却手段通過後の排ガス（以下、「冷排ガス」と云う。）の温度を検出するガス温度検出手段が設けられている。
【００１４】
前記誘引手段は、前記一次燃焼室内を大気圧以下の状態（以下、「負圧」と云う。）とすることにより、前記両燃焼室内へ燃焼用空気を供給するとともに、前記冷却手段内も負圧として前記冷却手段内へ排ガス冷却用の空気を導入するものである。前記誘引手段は、誘引駆動源，たとえば誘引ファンと、この誘引ファンを回転させるモータとを備えている。
【００１５】
ここにおいて、前記誘引手段の変形例としては、エジェクタ方式による排ガスの誘引も好適である。
【００１６】
前記制御器は、所定のプログラムにより前記焼却装置の運転制御を行うが、特に前記ガス温度検出手段の検出温度に基づいて、排ガス冷却用の空気導入量を調節する信号，たとえば前記ダンパの開度を調節する信号を出力する導入量調節部と、前記圧力検出手段の検出圧力値に基づいて、前記誘引手段の誘引能力を調節する信号を出力する誘引能力調節部
，たとえばインバータとを備えている。
【００１７】
このような構成の前記焼却装置の運転について説明する。まず、前記誘引手段を作動させ、つぎに前記一次バーナを作動させて前記被焼却物の焼却を開始する。この焼却に際し、乾留工程として、燃焼用空気の供給量を制限して供給することにより、前記被焼却物から乾留ガスを発生させながら焼却し、この乾留ガスを前記二次燃焼室内で前記二次バーナを作動させて二次燃焼させる。そして、前記二次燃焼室からの排ガスを前記冷却手段により冷却する。さらに、置火工程として、前記一次燃焼室内で乾留ガスが発生しなくなった前記被焼却物を置火，いわゆる「おき」の状態で焼却する。そして、この置火工程においても前記二次バーナを作動させ、その排ガスを前記冷却手段により冷却する。
【００１８】
この焼却処理において、前記第一の実施の形態の制御方法は、前記冷却手段通過後の排ガス温度に基づいて、前記冷却用空気導入量調節手段を作動させ、排ガス冷却用の空気導入量を調節するとともに、前記一次燃焼室内の圧力値に基づいて、前記誘引手段の誘引能力を調節する。
【００１９】
この制御方法について詳細に説明する。まず、前記導入量調節部は、前記冷排ガスの温度を測定する。つぎに、前記導入量調節部は、前記冷排ガスの温度が所定の温度となるような信号，すなわち前記ダンパが所定の開度となるような信号を前記ダンパモータへ出力する。すると、前記混合部で冷却用空気により排ガスは、所定の目標温度，たとえば１６０℃の冷排ガスとなるように冷却される。この場合、前記目標温度１６０℃は、上下の温度幅を有してもよい。これ以降、前記導入量調節部は、前記冷排ガスの温度が継続してほぼ前記温度幅内の温度となるように、前記ダンパの開度を調節する。
【００２０】
ここで、前記ダンパの開度が調節されることにより、前記一次燃焼室内の圧力値は変動する。前記一次燃焼室内の圧力値は、前記一次バーナによる補助燃料の燃焼に用いる空気の導入および前記被焼却物から乾留ガスを発生させるための一次燃焼用空気の導入のためにも一定であることが好ましい。そこで、前記誘引能力調節部は、前記一次燃焼室内の圧力値を所定の圧力値とするように前記誘引手段を調節する。具体的に説明すると、前記一次燃焼室内の圧力値に基づいて、たとえば前記誘引ファンの回転数を前記インバータにより調節する。
【００２１】
これにより、排ガスの冷却が適正に行われるとともに、前記一次燃焼室内の圧力調節が自動化され、前記一次バーナの燃焼を安定して行うことができる。さらに、前記一次燃焼室と前記二次燃焼室および前記冷却手段は連通しているので、前記二次燃焼室内も圧力調節が自動化され、前記二次バーナの燃焼も安定して行うことができる。
【００２２】
ここにおいて、前記一次燃焼室と前記二次燃焼室は連通しており、前記一次燃焼室内の圧力値と前記二次燃焼室内の圧力値とは、近似しているので、前記一次燃焼室内に設けた圧力検出手段の代わりに、前記二次燃焼室内に圧力検出手段を設け、この二次燃焼室内の圧力検出手段で代用することもできる。
【００２３】
つぎに、前記第一の実施の形態の焼却装置を用いる第二の実施の形態の制御方法について説明する。この第二の実施の形態の制御方法においては、前記被焼却物を前記一次燃焼室内で前記乾留工程と前記置火工程で焼却するとき、前記誘引手段により導入する前記置火工程における燃焼用空気の導入量を前記乾留工程における燃焼用空気の導入量より多くするように制御する。具体的に説明すると、前記一次燃焼室の床面に満遍なく燃焼用空気を導入する一次燃焼室用空気導入手段から供給する燃焼用空気の導入量を前記置火工程のとき多くするように調節する。これにより、前記置火工程における焼却処理時間を早くすることができる。
【００２４】
さらに、前記第二の実施の形態の変形例である第三の実施の形態について説明する。この第三の実施の形態の制御方法においては、前記焼却装置の運転を簡単に自動化して行うため、前記被焼却物の種別と重量に基づいて、前記乾留ガス化の焼却処理時間と前記置火の状態の焼却処理時間を調節する。具体的に説明すると、あらかじめ基本的なプログラムとして、前記被焼却物の種別と重量とに対応した標準乾留工程時間と標準置火工程時間とを設定し、前記制御器に入力しておく。たとえば、前記被焼却物の種別として、紙類，プラスチック類，厨芥類，草類等に区分し、それぞれの標準的な重量のときの前記標準乾留工程時間と前記標準置火工程時間とを対応させて設定し、前記制御器に入力しておく。
【００２５】
そして、焼却処理に際し、前記焼却装置内へ投入する前記被焼却物の種別と重量とを前記制御器へ入力する。すると、前記制御器は、あらかじめ設定された前記標準的な重量と実際に投入した重量との重量割合を演算し、投入した前記被焼却物の種別と重量とに対応した運転乾留工程時間と運転置火工程時間を決定する。これにより、投入する前記被焼却物の種別と重量とが焼却処理ごとに異なっても、前記被焼却物の種別と重量を再入力するだけで、前記制御器が前記運転乾留工程時間と前記運転置火工程時間を決定するので、焼却処理の運転を自動化できる。
【００２６】
ここにおいて、前記第三の実施の形態でより厳密に前記両運転時間を決定するに際し、前記被焼却物の発熱量を加味してこの発熱量と重量との積に基づいて、前記両運転時間を決定することも好適である。
【００２７】
以上のように、これらの実施の形態によれば、有害物質を排出することなく、被焼却物の焼却時間を短縮し焼却処理を自動化することができる。
【００２８】
さらに、より確実に前記ダイオキシン類の排出を抑制するために、前記焼却装置の最終処理として、前記誘引ファンの下流側に前記ダイオキシン類等を除去する有害物質除去手段を設けることも好適である。この有害物質除去手段は、たとえば前記ダイオキシン類を吸着する機能を有する吸着部材を備えている。前記誘引ファンが排出する前記冷排ガスを前記有害物質除去手段内へ押し込み、その内部に充填された前記吸着部材と接触させるものである。これにより、より一層前記ダイオキシン類の排出を抑制することができる。
【実施例】
【００２９】
以下、この発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、この発明を適用する焼却装置の概略構成を示す説明図である。図１において、乾留ガス化方式および二次燃焼方式により焼却処理する焼却装置１は、被焼却物２を収容する一次燃焼室３と、この一次燃焼室３内に収容した前記被焼却物２から発生させた乾留ガスを燃焼させるための二次燃焼室４と、この二次燃焼室４から排出する排ガスを冷却する冷却手段５と、この冷却手段５の下流側に設けた排ガスを誘引する誘引手段６と、この誘引手段６の下流側に設けたダイオキシン類等を除去する有害物質除去手段７と、前記焼却装置１を制御する制御器８とにより構成されている。
【００３０】
前記一次燃焼室３は、前記被焼却物２を収容するように、たとえば角型形状の第一本体部９内に形成されている。この第一本体部９は、この第一本体部９の左側壁（図１の左側の壁）に設けられた前記被焼却物２を投入する第一入口１０と、この第一入口１０を密閉する扉（図示省略）と、前記第一本体部９の右側壁（図１の右側の壁）に配置された補助燃料を燃焼させる一次バーナ１１と、前記第一本体部９の床面１２（以下、「炉床１２」と云う。）に接続された一次燃焼室用空気導入手段１３と、前記一次バーナ１１の排ガスと前記一次燃焼室３内で発生させた乾留ガスとを前記二次燃焼室４へ排出する第一出口１４と、前記一次燃焼室３内の圧力値を検出する圧力センサ１５とを備えている。この実施
例においては、前記一次燃焼室用空気導入手段１３は、第一一次燃焼室用空気導入手段１６と第二一次燃焼室用空気導入手段１７とにより構成されている。
【００３１】
前記第一本体部９は、所定容積の空間部を有するものとして構成されており、この空間部において、前記一次バーナ１１で補助燃料を燃焼させるとともに、前記被焼却物２から発生する乾留ガスを貯留する。すなわち、前記一次燃焼室３は、前記被焼却物２を収容する容積および前記空間部からなる所定の容積を有する構成としている。
【００３２】
そして、前記第一出口１４は、排ガスおよび乾留ガスを排出するための連通部１８を介して前記二次燃焼室４と連通している。前記連通部１８には、前記二次燃焼室４内で乾留ガスを燃焼させるとき必要となる二次燃焼室用空気を導入する二次燃焼室用空気導入手段１９を設けている。
【００３３】
前記二次燃焼室４は、前記一次燃焼室３で発生した乾留ガスを燃焼させるように、たとえば角型形状で所定の容積を有する第二本体部２０内に形成されている。前記第二本体部２０は、前記連通部１８と連通する乾留ガス入口である第二入口２１と、補助燃料を燃焼させる二次バーナ２２と、前記二次燃焼室４からの排ガスを排出する第二出口２３とを備えている。この実施例においては、前記二次バーナ２２は、第一二次バーナ２４と第二二次バーナ２５とにより構成されている。そして、前記第二出口２３は、排ガスを導く第一ダクト２６を介して前記冷却手段５と接続されている。
【００３４】
前記冷却手段５は、縦型で筒状に形成されたケーシング２７と、このケーシング２７の左側面上部（図１の左側の上部）で前記第一ダクト２６と連通する排ガスの入口である第三入口２８と、前記ケーシング２７の上方（図１の上部側）に配置された冷却用空気を導入する冷却用空気ダクト２９と、この冷却用空気ダクト２９内に設けた冷却用空気の導入量を調節する冷却用空気導入量調節手段であるダンパ３０と、このダンパ３０を駆動するダンパモータ３１と、前記ダンパ３０の下流側に設けた冷却用空気と排ガスを混合する混合部３２と、この混合により冷却用の空気と混合された排ガス（以下、「冷排ガス」と云う。）を排出する第三出口３３とを備えている。この第三出口３３は、前記ケーシング２７の底部（図１の下部側）に設けられており、前記冷排ガスを排出する第二ダクト３４を介して前記誘引手段６と接続されている。前記第二ダクト３４には、前記冷排ガスの温度を検出する温度センサ３５が設けられている。
【００３５】
前記誘引手段６は、前記第二ダクト３４と連通する前記冷排ガスの吸引口である第四入口３６と、誘引駆動源，たとえば誘引ファン３７と、この誘引ファン３７を回転させるモータ３８と、前記冷排ガスを排出する第四出口３９とを備えている。
【００３６】
前記有害物質除去手段７は、前記ダイオキシン類を吸着する機能を有する吸着部材（図示省略）を備えている。すなわち、より確実に前記ダイオキシン類の排出を抑制するものである。具体的に説明すると、前記有害物質除去手段７は、前記焼却装置１の最終処理として、前記誘引ファン３７の下流側において、前記第四出口３９と接続されている。前記有害物質除去手段７は、前記誘引ファン３７が排出する前記冷排ガスを前記吸着部材と接触させるものである。そして、処理後の前記冷排ガスを第五出口４０から大気中へ排出する。
【００３７】
前記制御器８は、所定のプログラムにより前記焼却装置１の運転制御を行うが、特に前記温度センサ３５の検出温度に基づいて、排ガス冷却用の空気導入量を調節する信号，たとえば前記ダンパ３０の開度を調節する信号を出力する導入量調節部４１と、前記圧力センサ１５の検出圧力値に基づいて、前記誘引ファン３７の誘引能力を調節する信号を出力する誘引能力調節部であるインバータ４２とを備えている。前記導入量調節部４１は、前
記温度センサ３５と第一回線４３を介して接続されており、また前記ダンパモータ３１と第二回線４４を介して接続されている。前記インバータ４２は、前記圧力センサ１５と第三回線４５を介して接続されており、また前記モータ３８と第四回線４６を介して接続されている。さらに、前記制御器８は、前記一次バーナ１１，前記一次燃焼室用空気導入手段１３，前記二次燃焼室用空気導入手段１９，前記二次バーナ２２および前記有害物質除去手段７とそれぞれ回線（図示省略）を介して接続されている。
【００３８】
ここにおいて、前記一次バーナ１１，前記二次燃焼室用空気導入手段１９，前記ダンパ３０および前記誘引ファン３７は、前記焼却装置１の規模に応じて、適宜複数設けることも好適である。
【００３９】
このような構成の前記焼却装置１の運転について説明する。まず、前記焼却装置１の運転開始に際し、前記被焼却物２を前記一次燃焼室３内へ収容する。つぎに、前記制御器８は、あらかじめ決められたプログラムにより、前記誘引ファン３７を作動させる。これ以降、前記焼却装置１の運転中は、基本的に前記誘引ファン３７を連続して作動させる。
【００４０】
前記誘引ファン３７を作動させることにより、前記両燃焼室３，４内を大気圧以下の状態（以下、「負圧」と云う。）とするとともに、前記冷却手段５内も負圧とする。すなわち、前記ダンパ３０を所定の開度としたときに対応する前記誘引ファン３７の作動に基づいて、前記両燃焼室３，４内を負圧とすることにより、前記両バーナ１１，２２の燃焼用空気が、前記両バーナ１１，２２のそれぞれの空気導入口（図１において、空気が供給される状態を示す白抜きの矢印の位置に設けている。符号省略）を介して、それぞれ供給される。それと同時に、前記冷却手段５の冷却用空気が、前記誘引ファン３７および前記ダンパ３０の作動に基づいて、前記冷却手段５内を負圧とすることにより供給される。さらに、前記誘引ファン３７により、前記冷排ガスは、前記有害物質除去手段７へ導入される。
【００４１】
つぎに、この焼却装置１の基本的焼却作業を説明する。この基本的焼却作業は、バッチ処理であり、このバッチ処理は、準備工程，予熱工程，乾留工程，置火工程およびパージ工程とからなる。そして、前記誘引ファン３７および前記冷却手段５は、前記各工程全部において、基本的に連続して作動する。
【００４２】
前記準備工程は、前記誘引ファン３７を作動させ、この誘引ファン３７の作動により、前記両燃焼室３，４内を所定の負圧の状態とするとともに、前記冷却手段５の作動を開始する工程である。そして、前記両燃焼室３，４内および前記冷却手段５内がマイナス０．３ kPaの負圧状態となる時間が経過すると、前記予熱工程を開始する。
【００４３】
前記予熱工程は、前記二次バーナ２２を作動させ，すなわち補助燃料を燃焼させることにより、前記二次燃焼室４内の温度をほぼ８２０℃以上とする工程である。すなわち、前記ダイオキシン類および乾留ガスを前記二次燃焼室４内へ導入する前に、この二次燃焼室４内の温度を前記ダイオキシン類を分解することができる温度以上に予熱する。
【００４４】
つぎに、前記二次燃焼室４内の温度が８２０℃以上となると、前記予熱工程を終了して前記乾留工程へ移行する。この乾留工程では、前記一次燃焼室３内において、前記一次バーナ１１により補助燃料を燃焼させて前記被焼却物２に着火し、着火が開始すると、前記一次バーナ１１の作動を停止する。つぎに、前記一次燃焼室３内への燃焼用空気の供給量を制限して供給することにより、前記被焼却物２を蒸し焼き状態とし、この被焼却物２から燃焼成分，すなわち乾留ガスを発生させる。これ以降、前記一次バーナ１１は、乾留ガスの発生を促す必要があるとき作動を再開する。そして、前記乾留工程は、前記一次燃焼室３内で乾留ガスを発生させながら、この発生した乾留ガスを前記二次燃焼室４内で燃焼
させ、つぎにこの排ガスを前記冷却手段５で冷却し、さらに前記有害物質除去手段７で前記ダイオキシン類を除去する工程である。
【００４５】
この乾留工程において、前記一次バーナ１１は、着火時に作動した後は停止しているが、乾留ガスの発生が少なくなり、前記二次燃焼室４内の温度が８００℃以下になると、前記一次バーナ１１は、適宜作動を再開して、前記被焼却物２を加熱することにより、乾留ガスの発生を促す。そして、前記二次燃焼室４内の温度が８２０℃になると停止する。また、前記二次バーナ２２は、前記二次燃焼室４内が８２０℃以下となると作動を開始する。そして、前記二次燃焼室４内に導入された乾留ガス自体の燃焼が加わり、前記二次燃焼室４内の温度が、たとえば９８０℃を越えると、乾留ガスだけで燃焼を継続するので、前記二次バーナ２２は、補助燃料を燃焼させる必要がないので停止する。
【００４６】
ここで、この乾留工程の作用について詳細に説明する。この乾留工程は、前記被焼却物２を前記ダイオキシン類の発生が少ない乾留ガス化方式にて焼却処理するとともに、前記一次燃焼室３内で発生した前記ダイオキシン類を前記二次燃焼室４内で熱分解する。同時に前記二次燃焼室４内の燃焼において発生する前記ダイオキシン類もこの二次燃焼室４内をほぼ８２０℃以上とすることにより、この二次燃焼室４内で熱分解する。そして、前記二次燃焼室４で燃焼および分解処理した８２０℃以上の排ガスを前記冷却手段５へ導入し、前記混合部３２において、冷却用空気と混合することにより急激に冷却し、たとえば温度が２００℃以下となるように冷却する。これにより、３２０℃付近の温度帯で生じやすい前記ダイオキシン類の再合成を防止する。そして、前記誘引ファン３７から前記有害物質除去手段７を介して、より確実に処理された排ガスとして、前記第五出口４０から大気中へ排出する。
【００４７】
ここにおいて、前記乾留工程は、前記二次燃焼室４内の温度に応じて、複数の段階に分割して行うことも好適である。たとえば、初期段階において、乾留ガスの発生が少なくて前記二次燃焼室４内の温度が低いときは、前記二次バーナ２２を２つとも，すなわち前記両二次バーナ２４，２５の両方を燃焼させる。また、後期段階において、乾留ガスの発生が多くて前記二次燃焼室４内の温度が高いときは、前記二次バーナ２２を１つだけ，たとえば前記第一二次バーナ２４だけ燃焼させる。これにより、焼却処理を短時間で行うとともに、省エネルギーとなる。
【００４８】
つぎに、所定時間にわたる前記乾留工程が経過した後、前記置火工程へ移行する。この置火工程は、乾留ガスが発生した残りの前記被焼却物２，すなわち炭化した状態の前記被焼却物２を置火の状態，いわゆる「おき」の状態で燃焼させる工程である。この置火工程において、前記一次バーナ１１は、前記一次燃焼室３内で「おき」の状態の前記被焼却物２の焼却を促す必要があるとき、補助燃料による燃焼を再開する。そして、前記二次バーナ２２は、前記二次燃焼室４内の温度を８２０℃から９８０℃に維持するように補助燃料を燃焼させる。
【００４９】
この置火工程においても、前記乾留工程のときと同様、前記二次燃焼室４からの８２０℃以上の排ガスは、前記冷却手段５へ導入される。すなわち、冷却用空気と混合され、急激に冷却され、たとえば２００℃以下に冷却される。これにより、この置火工程においても、前記乾留工程のときと同様、前記ダイオキシン類の再合成を防止する。そして、前記誘引ファン３７から前記有害物質除去手段７を介して、より確実に処理された排ガスとして前記第五出口４０から大気中へ排出する。
【００５０】
つぎに、前記置火工程の後、前記一次燃焼室３内の温度が所定の温度，たとえば３２０℃以下になると、前記一次燃焼室３からの排ガスの発生がなくなり二次燃焼させる必要がないので、前記二次バーナ２２を停止し、前記パージ工程へ移行する。このパージ工程は
、前記両燃焼室３，４および前記冷却手段５を冷却する工程である。このパージ工程においては、前記両バーナ１１，２２をともに停止させ、前記誘引ファン３７のみ作動させて空気を導入することにより、前記両燃焼室３，４および前記冷却手段５を冷却する。そして、前記一次燃焼室３内の温度がほぼ２８０℃以下となるか，あるいは所定時間にわたる前記パージ工程が終了すると、前記一次燃焼室３内に残った未燃物を取り出し、焼却処理を終了する。
【００５１】
この焼却処理において、まず第一実施例の制御方法について説明する。この第一実施例の制御方法は、前記冷却手段５通過後の排ガス温度に基づいて、前記ダンパ３０を作動させ、排ガス冷却用の空気導入量を調節するとともに、前記一次燃焼室３内の圧力値に基づいて、前記誘引ファン３７の誘引能力を調節する。
【００５２】
この制御方法について詳細に説明する。まず、前記導入量調節部４１は、前記温度センサ３７により前記冷排ガスの温度を測定する。つぎに、前記導入量調節部４１は、前記冷排ガスの温度が所定の温度となるような信号，すなわち前記ダンパ３０が所定の開度となるような信号を前記ダンパモータ３１へ出力する。すると、前記ダンパモータ３１が前記ダンパ３０の開度を変えることにより、前記冷却用空気により排ガスは、混合部３２で所定の温度範囲，たとえば１６０℃プラスマイナス２０℃の温度幅内となる冷排ガスとなるように冷却される。これ以降、前記導入量調節部４１は、前記冷排ガスの温度が継続してほぼ１６０℃となるように、前記ダンパ３０の開度を調節する。
【００５３】
ここで、前記ダンパ３０の開度が調節されることにより、前記一次燃焼室３内の圧力値は変動する。前記一次燃焼室３内の圧力値は、前記一次バーナ１１による補助燃料の燃焼に用いる空気の導入および前記被焼却物２から乾留ガスを発生させるための一次燃焼用空気の導入のためにも一定であることが好ましい。そこで、前記インバータ４２は、前記一次燃焼室３内の圧力値を所定の圧力値とするように、前記圧力センサ１５の検出値に基づいて、前記モータ３８の回転数を変えて前記誘引ファン３７の誘引能力を調節し、前記一次燃焼室３内の圧力値をほぼ一定に維持する。
【００５４】
これにより、排ガスの冷却が適正に行われるとともに、前記一次燃焼室３内の圧力調節が自動化され、前記一次バーナ１１の燃焼を安定して行うことができるとともに、乾留ガス化も安定して行うことができる。さらに、前記一次燃焼室３と前記二次燃焼室４および前記冷却手段５は連結されているので、前記二次燃焼室４内も圧力調節が自動化され、前記二次バーナ２２の燃焼も安定して行うことができる。
【００５５】
つぎに、第二実施例の制御方法について説明する。この第二実施例の制御方法においては、前記被焼却物２を前記一次燃焼室３内で前記乾留工程と前記置火工程で焼却するとき、前記誘引ファン３７により導入する前記置火工程における燃焼用空気の導入量を前記乾留工程における燃焼用空気の導入量より多くするように制御する。具体的に説明すると、前記床面１２に満遍なく燃焼用空気を導入するように配置されている前記一次燃焼室用空気導入手段１３から供給する燃焼用空気の導入量を前記置火工程のとき多くするように調節する。これにより、前記置火工程における焼却処理時間を早くすることができる。
【００５６】
さらに、前記第二実施例の変形例である第三実施例について説明する。この第三実施例の制御方法においては、２つのパターンについて説明する。まず、第一パターンとして、前記焼却装置１の運転を簡単に自動化して行うため、前記被焼却物２の種別と重量に基づいて、前記乾留ガス化の焼却処理時間と前記置火の状態の焼却処理時間を調節する。具体的に説明すると、あらかじめ基本的なプログラムとして、前記乾留工程時間と前記置火工程時間とを設定し、前記制御器８に入力しておく。たとえば、前記被焼却物２の種別として、紙類，プラスチック類，厨芥類，草類等に区分し、それぞれの標準的な重量により標
準乾留工程時間と標準置火工程時間とを設定し、前記制御器８に入力しておく。具体例として、前記紙類のときは、重量が１００キログラムであるとき、前記標準乾留工程時間を９０分とし、また前記標準置火工程時間を６０分と設定しておく。
【００５７】
そして、焼却処理に際し、前記被焼却物２の種別および前記一次燃焼室３内へ投入する前記被焼却物２の重量を前記制御器８へ入力する。前記制御器８は、あらかじめ設定された重量と実際に投入した重量とを比較して、前記被焼却物２の種別に対応した運転乾留工程時間と運転置火工程時間を決定する。たとえば、前記紙類の焼却処理に際し、投入した重量が８０キログラムであるとき、前記制御器８は、標準の重量との重量割合を演算し、この場合８０％であるので、前記運転乾留工程時間を７２分とし、また前記運転置火工程時間を４８分と決定する。これにより、投入する前記被焼却物２の種別と重量が焼却処理ごとに異なっても、前記被焼却物２の種別と重量を再入力するだけで、前記制御器８が前記運転乾留工程時間と前記運転置火工程時間をそれぞれ決定するので、焼却処理の運転を自動化できる。
【００５８】
つぎに、第二パターンについて説明する。この第二パターンは、前記第一パターンよりさらに厳密に制御するときのものである。すなわち、前記被焼却物の発熱量も加味して制御する。前記焼却装置１の運転を簡単に自動化して行うため、前記被焼却物２の種別と発熱量および重量とに基づいて、前記乾留ガス化の焼却処理時間と前記置火の状態の焼却処理時間を調節する。具体的に説明すると、あらかじめ基本的なプログラムとして、前記乾留工程時間と前記置火工程時間とを設定し、前記制御器８に入力しておく。たとえば、前記被焼却物２の種別として、紙類，プラスチック類，厨芥類，草類等に区分し、それぞれの標準的な発熱量と重量とにより標準乾留工程時間と標準置火工程時間とを設定し、前記制御器８に入力しておく。具体例として、前記紙類のときは、その発熱量が１８９００キロジュール／キログラム，重量が１００キログラムであるとき、前記標準乾留工程時間を９０分とし、また前記標準置火工程時間を６０分と設定しておく。
【００５９】
そして、焼却処理に際し、前記被焼却物２の種別および前記一次燃焼室３内へ投入する前記被焼却物２の発熱量および重量を前記制御器８へ入力する。前記制御器８は、あらかじめ設定された標準的な前記被焼却物２の発熱量および重量と実際に投入した前記被焼却物２の発熱量および重量とを比較して、前記被焼却物２の種別に対応した運転乾留工程時間と運転置火工程時間を決定する。たとえば、前記紙類の焼却処理に際し、湿った状態の紙類であり、発熱量が１７０１０キロジュール／キログラム，投入した重量が８０キログラムであるとき、前記制御器８は、標準の発熱量および重量との割合を演算し、この場合発熱量が９０％，重量は８０％であるので、前記運転乾留工程時間を約６５分とし、また前記運転置火工程時間を約４３分と決定する。これにより、投入する前記被焼却物２の種別と発熱量および重量とが焼却処理ごとに異なっても、前記被焼却物２の種別と発熱量および重量を再入力するだけで、前記制御器８が前記運転乾留工程時間と前記運転置火工程時間をそれぞれ決定するので、焼却処理の運転を自動化できる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】この発明を適用する焼却装置の概略構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 焼却装置
２ 被焼却物
３ 一次燃焼室
４ 二次燃焼室
【技術分野】
【０００１】
この発明は、産業廃棄物等の被焼却物の焼却処理を行う焼却装置の制御方法に関する。特に、比較的小型の焼却装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業廃棄物や家庭ゴミ等の廃棄物（以下、「被焼却物」と云う。）の処理には、焼却処理が多用されている。これらの被焼却物の焼却処理に際し、従来の焼却方法は、前記被焼却物を燃焼室内で燃やしており、煙突から煤や煙が放出されている。また、前記被焼却物に含まれる水分が多いときは、燃え残りが発生し、この燃え残りを焼却するため、焼却処理時間が長くなっている。そこで、前記燃え残りや煤と煙をなくすため、前記被焼却物のみによる燃焼ではなく、補助燃料を用いて、前記被焼却物の焼却を促進することがある。この場合、前記被焼却物の種別や重量により、焼却処理時間が異なるが、多めの焼却処理時間を設定することがある。すなわち、前記被焼却物が燃え尽きるまでの時間の余裕をもたせるように多めに設定しており、焼却処理を早くする自動化が困難であった。従来の焼却装置は、作業者が焼却処理時間を調節している（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００３】
そして、従来の焼却方法においては、焼却中においてダイオキシン類（平成１１年法律第１０５号「ダイオキシン類対策特別措置法」第２条に規定された「ダイオキシン類」のことであり、「ポリ塩化ジベンゾフラン，ポリ塩化ジベンゾ−パラ−ジオキシン，コプラナ−ポリ塩化ビフェニル」を総称する表現として使用する。以下同じ）の発生がある。近年、前記ダイオキシン類の排出の抑制も必要となり、その排出抑制が急務となっている。
【０００４】
また、焼却中に発生したダイオキシン類をほぼ８００℃以上に加熱して熱分解する，いわゆる二次燃焼方式の焼却方法においては、前記二次燃焼後において、煙道内で熱分解した前記ダイオキシン類の再合成があり、前記ダイオキシン類の完全抑制が難しかった。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２４０９３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明が解決しようとする課題は、被焼却物の焼却処理を自動化することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、被焼却物を収容する一次燃焼室と、前記被焼却物から発生させた乾留ガスを燃焼させる二次燃焼室とを備え、前記被焼却物を前記一次燃焼室内で乾留ガス化と置火の状態で焼却する焼却装置の制御方法であって、前記被焼却物の種別と重量に基づいて、前記乾留ガス化の焼却処理時間と前記置火の状態の焼却処理時間を調節することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、投入する前記被焼却物の種別と重量が焼却処理ごとに異なっても、前記被焼却物の種別と重量を再入力するだけで、前記運転乾留工程時間と前記運転置火工程時間が決定されるので、焼却処理の運転を自動化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この発明は、産業廃棄物等の被焼却
物の焼却処理を行う焼却装置の制御方法に適用することができる。まず、第一の実施の形態を適用する前記焼却装置の構成について説明する。前記焼却装置は、基本的には、前記被焼却物を乾留ガス化方式および二次燃焼方式により焼却処理する装置である。具体的に説明すると、この焼却装置は、前記被焼却物を連続焼却するのではなく、つぎの手順でバッチ処理により焼却する。まず、前記被焼却物に着火し焼却を開始する。この焼却に際し、燃焼用空気の供給量を制限して供給することにより、前記被焼却物から乾留ガスを発生させながら焼却する。そして、この乾留ガスを二次燃焼させる。さらに、乾留ガスが発生しなくなった前記被焼却物を置火，いわゆる「おき」の状態で焼却する。
【００１０】
前記焼却装置は、一次バーナを備えた一次燃焼室と、二次バーナを備えた二次燃焼室と、排ガス冷却用の空気導入量を調節する冷却用空気導入量調節手段を備えた冷却手段と、この冷却手段の下流側に設けた排ガスを誘引する誘引手段と、前記焼却装置を制御する制御器とにより構成されている。
【００１１】
前記一次燃焼室は、前記被焼却物を収容して補助燃料を燃焼させることにより、前記被焼却物から乾留ガスを発生させ、この乾留ガスを貯留するものである。前記一次燃焼室は、前記被焼却物を収容するように、たとえば角型形状に構成されており、補助燃料を燃焼させる前記一次バーナを備えている。この一次バーナは、送風手段を備えておらず、前記誘引手段の誘引により、燃焼用空気が供給される構成としている。前記一次燃焼室には、この一次燃焼室内の圧力を検出する圧力検出手段が設けられている。
【００１２】
前記二次燃焼室は、前記一次燃焼室において前記被焼却物の焼却中に発生したダイオキシン類を熱分解するとともに、前記一次燃焼室で発生した乾留ガスを燃焼させるものである。前記二次燃焼室は、たとえば角型形状で所定の容積を有して構成されており、補助燃料を燃焼させる前記二次バーナを備え、前記冷却手段と接続されている。前記二次バーナは、前記一次バーナと同様な構成としており、送風手段を備えておらず、前記誘引手段の誘引により、燃焼用空気が供給される構成としている。
【００１３】
前記冷却手段は、前記ダイオキシン類が前記一次燃焼室内で熱分解した後、煙道内で再合成するのを防止するものである。前記冷却手段は、冷却用空気を導入する冷却用空気ダクトと、この冷却用空気ダクト内に設けた前記冷却用空気導入量調節手段と、この冷却用空気導入量調節手段の下流側に設けた冷却用空気と排ガスを混合する混合部とを備えている。前記冷却用空気導入量調節手段は、たとえばダンパとこのダンパの開度を調節するダンパモータとを備えている。そして、前記冷却手段の下流側には、この冷却手段通過後の排ガス（以下、「冷排ガス」と云う。）の温度を検出するガス温度検出手段が設けられている。
【００１４】
前記誘引手段は、前記一次燃焼室内を大気圧以下の状態（以下、「負圧」と云う。）とすることにより、前記両燃焼室内へ燃焼用空気を供給するとともに、前記冷却手段内も負圧として前記冷却手段内へ排ガス冷却用の空気を導入するものである。前記誘引手段は、誘引駆動源，たとえば誘引ファンと、この誘引ファンを回転させるモータとを備えている。
【００１５】
ここにおいて、前記誘引手段の変形例としては、エジェクタ方式による排ガスの誘引も好適である。
【００１６】
前記制御器は、所定のプログラムにより前記焼却装置の運転制御を行うが、特に前記ガス温度検出手段の検出温度に基づいて、排ガス冷却用の空気導入量を調節する信号，たとえば前記ダンパの開度を調節する信号を出力する導入量調節部と、前記圧力検出手段の検出圧力値に基づいて、前記誘引手段の誘引能力を調節する信号を出力する誘引能力調節部
，たとえばインバータとを備えている。
【００１７】
このような構成の前記焼却装置の運転について説明する。まず、前記誘引手段を作動させ、つぎに前記一次バーナを作動させて前記被焼却物の焼却を開始する。この焼却に際し、乾留工程として、燃焼用空気の供給量を制限して供給することにより、前記被焼却物から乾留ガスを発生させながら焼却し、この乾留ガスを前記二次燃焼室内で前記二次バーナを作動させて二次燃焼させる。そして、前記二次燃焼室からの排ガスを前記冷却手段により冷却する。さらに、置火工程として、前記一次燃焼室内で乾留ガスが発生しなくなった前記被焼却物を置火，いわゆる「おき」の状態で焼却する。そして、この置火工程においても前記二次バーナを作動させ、その排ガスを前記冷却手段により冷却する。
【００１８】
この焼却処理において、前記第一の実施の形態の制御方法は、前記冷却手段通過後の排ガス温度に基づいて、前記冷却用空気導入量調節手段を作動させ、排ガス冷却用の空気導入量を調節するとともに、前記一次燃焼室内の圧力値に基づいて、前記誘引手段の誘引能力を調節する。
【００１９】
この制御方法について詳細に説明する。まず、前記導入量調節部は、前記冷排ガスの温度を測定する。つぎに、前記導入量調節部は、前記冷排ガスの温度が所定の温度となるような信号，すなわち前記ダンパが所定の開度となるような信号を前記ダンパモータへ出力する。すると、前記混合部で冷却用空気により排ガスは、所定の目標温度，たとえば１６０℃の冷排ガスとなるように冷却される。この場合、前記目標温度１６０℃は、上下の温度幅を有してもよい。これ以降、前記導入量調節部は、前記冷排ガスの温度が継続してほぼ前記温度幅内の温度となるように、前記ダンパの開度を調節する。
【００２０】
ここで、前記ダンパの開度が調節されることにより、前記一次燃焼室内の圧力値は変動する。前記一次燃焼室内の圧力値は、前記一次バーナによる補助燃料の燃焼に用いる空気の導入および前記被焼却物から乾留ガスを発生させるための一次燃焼用空気の導入のためにも一定であることが好ましい。そこで、前記誘引能力調節部は、前記一次燃焼室内の圧力値を所定の圧力値とするように前記誘引手段を調節する。具体的に説明すると、前記一次燃焼室内の圧力値に基づいて、たとえば前記誘引ファンの回転数を前記インバータにより調節する。
【００２１】
これにより、排ガスの冷却が適正に行われるとともに、前記一次燃焼室内の圧力調節が自動化され、前記一次バーナの燃焼を安定して行うことができる。さらに、前記一次燃焼室と前記二次燃焼室および前記冷却手段は連通しているので、前記二次燃焼室内も圧力調節が自動化され、前記二次バーナの燃焼も安定して行うことができる。
【００２２】
ここにおいて、前記一次燃焼室と前記二次燃焼室は連通しており、前記一次燃焼室内の圧力値と前記二次燃焼室内の圧力値とは、近似しているので、前記一次燃焼室内に設けた圧力検出手段の代わりに、前記二次燃焼室内に圧力検出手段を設け、この二次燃焼室内の圧力検出手段で代用することもできる。
【００２３】
つぎに、前記第一の実施の形態の焼却装置を用いる第二の実施の形態の制御方法について説明する。この第二の実施の形態の制御方法においては、前記被焼却物を前記一次燃焼室内で前記乾留工程と前記置火工程で焼却するとき、前記誘引手段により導入する前記置火工程における燃焼用空気の導入量を前記乾留工程における燃焼用空気の導入量より多くするように制御する。具体的に説明すると、前記一次燃焼室の床面に満遍なく燃焼用空気を導入する一次燃焼室用空気導入手段から供給する燃焼用空気の導入量を前記置火工程のとき多くするように調節する。これにより、前記置火工程における焼却処理時間を早くすることができる。
【００２４】
さらに、前記第二の実施の形態の変形例である第三の実施の形態について説明する。この第三の実施の形態の制御方法においては、前記焼却装置の運転を簡単に自動化して行うため、前記被焼却物の種別と重量に基づいて、前記乾留ガス化の焼却処理時間と前記置火の状態の焼却処理時間を調節する。具体的に説明すると、あらかじめ基本的なプログラムとして、前記被焼却物の種別と重量とに対応した標準乾留工程時間と標準置火工程時間とを設定し、前記制御器に入力しておく。たとえば、前記被焼却物の種別として、紙類，プラスチック類，厨芥類，草類等に区分し、それぞれの標準的な重量のときの前記標準乾留工程時間と前記標準置火工程時間とを対応させて設定し、前記制御器に入力しておく。
【００２５】
そして、焼却処理に際し、前記焼却装置内へ投入する前記被焼却物の種別と重量とを前記制御器へ入力する。すると、前記制御器は、あらかじめ設定された前記標準的な重量と実際に投入した重量との重量割合を演算し、投入した前記被焼却物の種別と重量とに対応した運転乾留工程時間と運転置火工程時間を決定する。これにより、投入する前記被焼却物の種別と重量とが焼却処理ごとに異なっても、前記被焼却物の種別と重量を再入力するだけで、前記制御器が前記運転乾留工程時間と前記運転置火工程時間を決定するので、焼却処理の運転を自動化できる。
【００２６】
ここにおいて、前記第三の実施の形態でより厳密に前記両運転時間を決定するに際し、前記被焼却物の発熱量を加味してこの発熱量と重量との積に基づいて、前記両運転時間を決定することも好適である。
【００２７】
以上のように、これらの実施の形態によれば、有害物質を排出することなく、被焼却物の焼却時間を短縮し焼却処理を自動化することができる。
【００２８】
さらに、より確実に前記ダイオキシン類の排出を抑制するために、前記焼却装置の最終処理として、前記誘引ファンの下流側に前記ダイオキシン類等を除去する有害物質除去手段を設けることも好適である。この有害物質除去手段は、たとえば前記ダイオキシン類を吸着する機能を有する吸着部材を備えている。前記誘引ファンが排出する前記冷排ガスを前記有害物質除去手段内へ押し込み、その内部に充填された前記吸着部材と接触させるものである。これにより、より一層前記ダイオキシン類の排出を抑制することができる。
【実施例】
【００２９】
以下、この発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、この発明を適用する焼却装置の概略構成を示す説明図である。図１において、乾留ガス化方式および二次燃焼方式により焼却処理する焼却装置１は、被焼却物２を収容する一次燃焼室３と、この一次燃焼室３内に収容した前記被焼却物２から発生させた乾留ガスを燃焼させるための二次燃焼室４と、この二次燃焼室４から排出する排ガスを冷却する冷却手段５と、この冷却手段５の下流側に設けた排ガスを誘引する誘引手段６と、この誘引手段６の下流側に設けたダイオキシン類等を除去する有害物質除去手段７と、前記焼却装置１を制御する制御器８とにより構成されている。
【００３０】
前記一次燃焼室３は、前記被焼却物２を収容するように、たとえば角型形状の第一本体部９内に形成されている。この第一本体部９は、この第一本体部９の左側壁（図１の左側の壁）に設けられた前記被焼却物２を投入する第一入口１０と、この第一入口１０を密閉する扉（図示省略）と、前記第一本体部９の右側壁（図１の右側の壁）に配置された補助燃料を燃焼させる一次バーナ１１と、前記第一本体部９の床面１２（以下、「炉床１２」と云う。）に接続された一次燃焼室用空気導入手段１３と、前記一次バーナ１１の排ガスと前記一次燃焼室３内で発生させた乾留ガスとを前記二次燃焼室４へ排出する第一出口１４と、前記一次燃焼室３内の圧力値を検出する圧力センサ１５とを備えている。この実施
例においては、前記一次燃焼室用空気導入手段１３は、第一一次燃焼室用空気導入手段１６と第二一次燃焼室用空気導入手段１７とにより構成されている。
【００３１】
前記第一本体部９は、所定容積の空間部を有するものとして構成されており、この空間部において、前記一次バーナ１１で補助燃料を燃焼させるとともに、前記被焼却物２から発生する乾留ガスを貯留する。すなわち、前記一次燃焼室３は、前記被焼却物２を収容する容積および前記空間部からなる所定の容積を有する構成としている。
【００３２】
そして、前記第一出口１４は、排ガスおよび乾留ガスを排出するための連通部１８を介して前記二次燃焼室４と連通している。前記連通部１８には、前記二次燃焼室４内で乾留ガスを燃焼させるとき必要となる二次燃焼室用空気を導入する二次燃焼室用空気導入手段１９を設けている。
【００３３】
前記二次燃焼室４は、前記一次燃焼室３で発生した乾留ガスを燃焼させるように、たとえば角型形状で所定の容積を有する第二本体部２０内に形成されている。前記第二本体部２０は、前記連通部１８と連通する乾留ガス入口である第二入口２１と、補助燃料を燃焼させる二次バーナ２２と、前記二次燃焼室４からの排ガスを排出する第二出口２３とを備えている。この実施例においては、前記二次バーナ２２は、第一二次バーナ２４と第二二次バーナ２５とにより構成されている。そして、前記第二出口２３は、排ガスを導く第一ダクト２６を介して前記冷却手段５と接続されている。
【００３４】
前記冷却手段５は、縦型で筒状に形成されたケーシング２７と、このケーシング２７の左側面上部（図１の左側の上部）で前記第一ダクト２６と連通する排ガスの入口である第三入口２８と、前記ケーシング２７の上方（図１の上部側）に配置された冷却用空気を導入する冷却用空気ダクト２９と、この冷却用空気ダクト２９内に設けた冷却用空気の導入量を調節する冷却用空気導入量調節手段であるダンパ３０と、このダンパ３０を駆動するダンパモータ３１と、前記ダンパ３０の下流側に設けた冷却用空気と排ガスを混合する混合部３２と、この混合により冷却用の空気と混合された排ガス（以下、「冷排ガス」と云う。）を排出する第三出口３３とを備えている。この第三出口３３は、前記ケーシング２７の底部（図１の下部側）に設けられており、前記冷排ガスを排出する第二ダクト３４を介して前記誘引手段６と接続されている。前記第二ダクト３４には、前記冷排ガスの温度を検出する温度センサ３５が設けられている。
【００３５】
前記誘引手段６は、前記第二ダクト３４と連通する前記冷排ガスの吸引口である第四入口３６と、誘引駆動源，たとえば誘引ファン３７と、この誘引ファン３７を回転させるモータ３８と、前記冷排ガスを排出する第四出口３９とを備えている。
【００３６】
前記有害物質除去手段７は、前記ダイオキシン類を吸着する機能を有する吸着部材（図示省略）を備えている。すなわち、より確実に前記ダイオキシン類の排出を抑制するものである。具体的に説明すると、前記有害物質除去手段７は、前記焼却装置１の最終処理として、前記誘引ファン３７の下流側において、前記第四出口３９と接続されている。前記有害物質除去手段７は、前記誘引ファン３７が排出する前記冷排ガスを前記吸着部材と接触させるものである。そして、処理後の前記冷排ガスを第五出口４０から大気中へ排出する。
【００３７】
前記制御器８は、所定のプログラムにより前記焼却装置１の運転制御を行うが、特に前記温度センサ３５の検出温度に基づいて、排ガス冷却用の空気導入量を調節する信号，たとえば前記ダンパ３０の開度を調節する信号を出力する導入量調節部４１と、前記圧力センサ１５の検出圧力値に基づいて、前記誘引ファン３７の誘引能力を調節する信号を出力する誘引能力調節部であるインバータ４２とを備えている。前記導入量調節部４１は、前
記温度センサ３５と第一回線４３を介して接続されており、また前記ダンパモータ３１と第二回線４４を介して接続されている。前記インバータ４２は、前記圧力センサ１５と第三回線４５を介して接続されており、また前記モータ３８と第四回線４６を介して接続されている。さらに、前記制御器８は、前記一次バーナ１１，前記一次燃焼室用空気導入手段１３，前記二次燃焼室用空気導入手段１９，前記二次バーナ２２および前記有害物質除去手段７とそれぞれ回線（図示省略）を介して接続されている。
【００３８】
ここにおいて、前記一次バーナ１１，前記二次燃焼室用空気導入手段１９，前記ダンパ３０および前記誘引ファン３７は、前記焼却装置１の規模に応じて、適宜複数設けることも好適である。
【００３９】
このような構成の前記焼却装置１の運転について説明する。まず、前記焼却装置１の運転開始に際し、前記被焼却物２を前記一次燃焼室３内へ収容する。つぎに、前記制御器８は、あらかじめ決められたプログラムにより、前記誘引ファン３７を作動させる。これ以降、前記焼却装置１の運転中は、基本的に前記誘引ファン３７を連続して作動させる。
【００４０】
前記誘引ファン３７を作動させることにより、前記両燃焼室３，４内を大気圧以下の状態（以下、「負圧」と云う。）とするとともに、前記冷却手段５内も負圧とする。すなわち、前記ダンパ３０を所定の開度としたときに対応する前記誘引ファン３７の作動に基づいて、前記両燃焼室３，４内を負圧とすることにより、前記両バーナ１１，２２の燃焼用空気が、前記両バーナ１１，２２のそれぞれの空気導入口（図１において、空気が供給される状態を示す白抜きの矢印の位置に設けている。符号省略）を介して、それぞれ供給される。それと同時に、前記冷却手段５の冷却用空気が、前記誘引ファン３７および前記ダンパ３０の作動に基づいて、前記冷却手段５内を負圧とすることにより供給される。さらに、前記誘引ファン３７により、前記冷排ガスは、前記有害物質除去手段７へ導入される。
【００４１】
つぎに、この焼却装置１の基本的焼却作業を説明する。この基本的焼却作業は、バッチ処理であり、このバッチ処理は、準備工程，予熱工程，乾留工程，置火工程およびパージ工程とからなる。そして、前記誘引ファン３７および前記冷却手段５は、前記各工程全部において、基本的に連続して作動する。
【００４２】
前記準備工程は、前記誘引ファン３７を作動させ、この誘引ファン３７の作動により、前記両燃焼室３，４内を所定の負圧の状態とするとともに、前記冷却手段５の作動を開始する工程である。そして、前記両燃焼室３，４内および前記冷却手段５内がマイナス０．３ kPaの負圧状態となる時間が経過すると、前記予熱工程を開始する。
【００４３】
前記予熱工程は、前記二次バーナ２２を作動させ，すなわち補助燃料を燃焼させることにより、前記二次燃焼室４内の温度をほぼ８２０℃以上とする工程である。すなわち、前記ダイオキシン類および乾留ガスを前記二次燃焼室４内へ導入する前に、この二次燃焼室４内の温度を前記ダイオキシン類を分解することができる温度以上に予熱する。
【００４４】
つぎに、前記二次燃焼室４内の温度が８２０℃以上となると、前記予熱工程を終了して前記乾留工程へ移行する。この乾留工程では、前記一次燃焼室３内において、前記一次バーナ１１により補助燃料を燃焼させて前記被焼却物２に着火し、着火が開始すると、前記一次バーナ１１の作動を停止する。つぎに、前記一次燃焼室３内への燃焼用空気の供給量を制限して供給することにより、前記被焼却物２を蒸し焼き状態とし、この被焼却物２から燃焼成分，すなわち乾留ガスを発生させる。これ以降、前記一次バーナ１１は、乾留ガスの発生を促す必要があるとき作動を再開する。そして、前記乾留工程は、前記一次燃焼室３内で乾留ガスを発生させながら、この発生した乾留ガスを前記二次燃焼室４内で燃焼
させ、つぎにこの排ガスを前記冷却手段５で冷却し、さらに前記有害物質除去手段７で前記ダイオキシン類を除去する工程である。
【００４５】
この乾留工程において、前記一次バーナ１１は、着火時に作動した後は停止しているが、乾留ガスの発生が少なくなり、前記二次燃焼室４内の温度が８００℃以下になると、前記一次バーナ１１は、適宜作動を再開して、前記被焼却物２を加熱することにより、乾留ガスの発生を促す。そして、前記二次燃焼室４内の温度が８２０℃になると停止する。また、前記二次バーナ２２は、前記二次燃焼室４内が８２０℃以下となると作動を開始する。そして、前記二次燃焼室４内に導入された乾留ガス自体の燃焼が加わり、前記二次燃焼室４内の温度が、たとえば９８０℃を越えると、乾留ガスだけで燃焼を継続するので、前記二次バーナ２２は、補助燃料を燃焼させる必要がないので停止する。
【００４６】
ここで、この乾留工程の作用について詳細に説明する。この乾留工程は、前記被焼却物２を前記ダイオキシン類の発生が少ない乾留ガス化方式にて焼却処理するとともに、前記一次燃焼室３内で発生した前記ダイオキシン類を前記二次燃焼室４内で熱分解する。同時に前記二次燃焼室４内の燃焼において発生する前記ダイオキシン類もこの二次燃焼室４内をほぼ８２０℃以上とすることにより、この二次燃焼室４内で熱分解する。そして、前記二次燃焼室４で燃焼および分解処理した８２０℃以上の排ガスを前記冷却手段５へ導入し、前記混合部３２において、冷却用空気と混合することにより急激に冷却し、たとえば温度が２００℃以下となるように冷却する。これにより、３２０℃付近の温度帯で生じやすい前記ダイオキシン類の再合成を防止する。そして、前記誘引ファン３７から前記有害物質除去手段７を介して、より確実に処理された排ガスとして、前記第五出口４０から大気中へ排出する。
【００４７】
ここにおいて、前記乾留工程は、前記二次燃焼室４内の温度に応じて、複数の段階に分割して行うことも好適である。たとえば、初期段階において、乾留ガスの発生が少なくて前記二次燃焼室４内の温度が低いときは、前記二次バーナ２２を２つとも，すなわち前記両二次バーナ２４，２５の両方を燃焼させる。また、後期段階において、乾留ガスの発生が多くて前記二次燃焼室４内の温度が高いときは、前記二次バーナ２２を１つだけ，たとえば前記第一二次バーナ２４だけ燃焼させる。これにより、焼却処理を短時間で行うとともに、省エネルギーとなる。
【００４８】
つぎに、所定時間にわたる前記乾留工程が経過した後、前記置火工程へ移行する。この置火工程は、乾留ガスが発生した残りの前記被焼却物２，すなわち炭化した状態の前記被焼却物２を置火の状態，いわゆる「おき」の状態で燃焼させる工程である。この置火工程において、前記一次バーナ１１は、前記一次燃焼室３内で「おき」の状態の前記被焼却物２の焼却を促す必要があるとき、補助燃料による燃焼を再開する。そして、前記二次バーナ２２は、前記二次燃焼室４内の温度を８２０℃から９８０℃に維持するように補助燃料を燃焼させる。
【００４９】
この置火工程においても、前記乾留工程のときと同様、前記二次燃焼室４からの８２０℃以上の排ガスは、前記冷却手段５へ導入される。すなわち、冷却用空気と混合され、急激に冷却され、たとえば２００℃以下に冷却される。これにより、この置火工程においても、前記乾留工程のときと同様、前記ダイオキシン類の再合成を防止する。そして、前記誘引ファン３７から前記有害物質除去手段７を介して、より確実に処理された排ガスとして前記第五出口４０から大気中へ排出する。
【００５０】
つぎに、前記置火工程の後、前記一次燃焼室３内の温度が所定の温度，たとえば３２０℃以下になると、前記一次燃焼室３からの排ガスの発生がなくなり二次燃焼させる必要がないので、前記二次バーナ２２を停止し、前記パージ工程へ移行する。このパージ工程は
、前記両燃焼室３，４および前記冷却手段５を冷却する工程である。このパージ工程においては、前記両バーナ１１，２２をともに停止させ、前記誘引ファン３７のみ作動させて空気を導入することにより、前記両燃焼室３，４および前記冷却手段５を冷却する。そして、前記一次燃焼室３内の温度がほぼ２８０℃以下となるか，あるいは所定時間にわたる前記パージ工程が終了すると、前記一次燃焼室３内に残った未燃物を取り出し、焼却処理を終了する。
【００５１】
この焼却処理において、まず第一実施例の制御方法について説明する。この第一実施例の制御方法は、前記冷却手段５通過後の排ガス温度に基づいて、前記ダンパ３０を作動させ、排ガス冷却用の空気導入量を調節するとともに、前記一次燃焼室３内の圧力値に基づいて、前記誘引ファン３７の誘引能力を調節する。
【００５２】
この制御方法について詳細に説明する。まず、前記導入量調節部４１は、前記温度センサ３７により前記冷排ガスの温度を測定する。つぎに、前記導入量調節部４１は、前記冷排ガスの温度が所定の温度となるような信号，すなわち前記ダンパ３０が所定の開度となるような信号を前記ダンパモータ３１へ出力する。すると、前記ダンパモータ３１が前記ダンパ３０の開度を変えることにより、前記冷却用空気により排ガスは、混合部３２で所定の温度範囲，たとえば１６０℃プラスマイナス２０℃の温度幅内となる冷排ガスとなるように冷却される。これ以降、前記導入量調節部４１は、前記冷排ガスの温度が継続してほぼ１６０℃となるように、前記ダンパ３０の開度を調節する。
【００５３】
ここで、前記ダンパ３０の開度が調節されることにより、前記一次燃焼室３内の圧力値は変動する。前記一次燃焼室３内の圧力値は、前記一次バーナ１１による補助燃料の燃焼に用いる空気の導入および前記被焼却物２から乾留ガスを発生させるための一次燃焼用空気の導入のためにも一定であることが好ましい。そこで、前記インバータ４２は、前記一次燃焼室３内の圧力値を所定の圧力値とするように、前記圧力センサ１５の検出値に基づいて、前記モータ３８の回転数を変えて前記誘引ファン３７の誘引能力を調節し、前記一次燃焼室３内の圧力値をほぼ一定に維持する。
【００５４】
これにより、排ガスの冷却が適正に行われるとともに、前記一次燃焼室３内の圧力調節が自動化され、前記一次バーナ１１の燃焼を安定して行うことができるとともに、乾留ガス化も安定して行うことができる。さらに、前記一次燃焼室３と前記二次燃焼室４および前記冷却手段５は連結されているので、前記二次燃焼室４内も圧力調節が自動化され、前記二次バーナ２２の燃焼も安定して行うことができる。
【００５５】
つぎに、第二実施例の制御方法について説明する。この第二実施例の制御方法においては、前記被焼却物２を前記一次燃焼室３内で前記乾留工程と前記置火工程で焼却するとき、前記誘引ファン３７により導入する前記置火工程における燃焼用空気の導入量を前記乾留工程における燃焼用空気の導入量より多くするように制御する。具体的に説明すると、前記床面１２に満遍なく燃焼用空気を導入するように配置されている前記一次燃焼室用空気導入手段１３から供給する燃焼用空気の導入量を前記置火工程のとき多くするように調節する。これにより、前記置火工程における焼却処理時間を早くすることができる。
【００５６】
さらに、前記第二実施例の変形例である第三実施例について説明する。この第三実施例の制御方法においては、２つのパターンについて説明する。まず、第一パターンとして、前記焼却装置１の運転を簡単に自動化して行うため、前記被焼却物２の種別と重量に基づいて、前記乾留ガス化の焼却処理時間と前記置火の状態の焼却処理時間を調節する。具体的に説明すると、あらかじめ基本的なプログラムとして、前記乾留工程時間と前記置火工程時間とを設定し、前記制御器８に入力しておく。たとえば、前記被焼却物２の種別として、紙類，プラスチック類，厨芥類，草類等に区分し、それぞれの標準的な重量により標
準乾留工程時間と標準置火工程時間とを設定し、前記制御器８に入力しておく。具体例として、前記紙類のときは、重量が１００キログラムであるとき、前記標準乾留工程時間を９０分とし、また前記標準置火工程時間を６０分と設定しておく。
【００５７】
そして、焼却処理に際し、前記被焼却物２の種別および前記一次燃焼室３内へ投入する前記被焼却物２の重量を前記制御器８へ入力する。前記制御器８は、あらかじめ設定された重量と実際に投入した重量とを比較して、前記被焼却物２の種別に対応した運転乾留工程時間と運転置火工程時間を決定する。たとえば、前記紙類の焼却処理に際し、投入した重量が８０キログラムであるとき、前記制御器８は、標準の重量との重量割合を演算し、この場合８０％であるので、前記運転乾留工程時間を７２分とし、また前記運転置火工程時間を４８分と決定する。これにより、投入する前記被焼却物２の種別と重量が焼却処理ごとに異なっても、前記被焼却物２の種別と重量を再入力するだけで、前記制御器８が前記運転乾留工程時間と前記運転置火工程時間をそれぞれ決定するので、焼却処理の運転を自動化できる。
【００５８】
つぎに、第二パターンについて説明する。この第二パターンは、前記第一パターンよりさらに厳密に制御するときのものである。すなわち、前記被焼却物の発熱量も加味して制御する。前記焼却装置１の運転を簡単に自動化して行うため、前記被焼却物２の種別と発熱量および重量とに基づいて、前記乾留ガス化の焼却処理時間と前記置火の状態の焼却処理時間を調節する。具体的に説明すると、あらかじめ基本的なプログラムとして、前記乾留工程時間と前記置火工程時間とを設定し、前記制御器８に入力しておく。たとえば、前記被焼却物２の種別として、紙類，プラスチック類，厨芥類，草類等に区分し、それぞれの標準的な発熱量と重量とにより標準乾留工程時間と標準置火工程時間とを設定し、前記制御器８に入力しておく。具体例として、前記紙類のときは、その発熱量が１８９００キロジュール／キログラム，重量が１００キログラムであるとき、前記標準乾留工程時間を９０分とし、また前記標準置火工程時間を６０分と設定しておく。
【００５９】
そして、焼却処理に際し、前記被焼却物２の種別および前記一次燃焼室３内へ投入する前記被焼却物２の発熱量および重量を前記制御器８へ入力する。前記制御器８は、あらかじめ設定された標準的な前記被焼却物２の発熱量および重量と実際に投入した前記被焼却物２の発熱量および重量とを比較して、前記被焼却物２の種別に対応した運転乾留工程時間と運転置火工程時間を決定する。たとえば、前記紙類の焼却処理に際し、湿った状態の紙類であり、発熱量が１７０１０キロジュール／キログラム，投入した重量が８０キログラムであるとき、前記制御器８は、標準の発熱量および重量との割合を演算し、この場合発熱量が９０％，重量は８０％であるので、前記運転乾留工程時間を約６５分とし、また前記運転置火工程時間を約４３分と決定する。これにより、投入する前記被焼却物２の種別と発熱量および重量とが焼却処理ごとに異なっても、前記被焼却物２の種別と発熱量および重量を再入力するだけで、前記制御器８が前記運転乾留工程時間と前記運転置火工程時間をそれぞれ決定するので、焼却処理の運転を自動化できる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】この発明を適用する焼却装置の概略構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 焼却装置
２ 被焼却物
３ 一次燃焼室
４ 二次燃焼室
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被焼却物を収容する一次燃焼室と、前記被焼却物から発生させた乾留ガスを燃焼させる二次燃焼室とを備え、前記被焼却物を前記一次燃焼室内で乾留ガス化と置火の状態で焼却する焼却装置の制御方法であって、
前記被焼却物の種別と重量に基づいて、前記乾留ガス化の焼却処理時間と前記置火の状態の焼却処理時間を調節することを特徴とする焼却装置の制御方法。
【請求項１】
被焼却物を収容する一次燃焼室と、前記被焼却物から発生させた乾留ガスを燃焼させる二次燃焼室とを備え、前記被焼却物を前記一次燃焼室内で乾留ガス化と置火の状態で焼却する焼却装置の制御方法であって、
前記被焼却物の種別と重量に基づいて、前記乾留ガス化の焼却処理時間と前記置火の状態の焼却処理時間を調節することを特徴とする焼却装置の制御方法。
【図１】
【公開番号】特開２００７−２４８０４６（Ｐ２００７−２４８０４６Ａ）
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１２７５７４（Ｐ２００７−１２７５７４）
【出願日】平成１９年５月１４日（２００７．５．１４）
【分割の表示】特願２００２−２６７９３５（Ｐ２００２−２６７９３５）の分割
【原出願日】平成１４年９月１３日（２００２．９．１３）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月１４日（２００７．５．１４）
【分割の表示】特願２００２−２６７９３５（Ｐ２００２−２６７９３５）の分割
【原出願日】平成１４年９月１３日（２００２．９．１３）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【Ｆターム（参考）】
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