JP4216731B2 - 廃棄物処理装置のための制御システム - Google Patents

Description

本発明は、廃棄物の処理や処置、処分等、廃棄物の転化或いは処理のための装置に関する。より詳細には、本発明は、プラズマトーチ型廃棄物処理装置への廃棄物の提供を制御するための制御システム及び方法に関する。

都市廃棄物や医療廃棄物、毒性及び放射性の廃棄物等の廃棄物の処理を、プラズマトーチ型廃棄物処理プラントによって行うことはよく知られている。図１に示すように、従来技術にかかる典型的なプラズマ型処理プラント（１）は、通常縦型シャフト形状を有する処理チャンバ（１０）を備えており、通常、固形廃棄物及び混合廃棄物（一般に、固形廃棄物と液状廃棄物及び／又は半液状廃棄物との混合物）（２０）は、エアロック装置（３０）を有する廃棄物取込手段によって、チャンバの上端部に導入される。チャンバ（１０）の下端部に設けられた一又は複数のプラズマトーチ（４０）によって、チャンバ（１０）内の廃棄物柱状体（３５）を加熱し、この廃棄物をガスと液体材料（３８）（通常、溶融金属及び／又はスラグ）とに転化する。ガスは排出口（５０）から系外へと導かれ、液体材料（３８）はチャンバ（１０）の下端部においてリザーバ（６０）から定期的に又は連続的に回収される。空気、酸素、水蒸気等の酸化性流体（７０）をチャンバ（１０）の下端部に提供して、有機廃棄物の処理の際生ずる炭素を例えばＣＯやＨ₂等の有用なガスに転化する。固形廃棄物を処理するための同様の装置が米国特許第５，１４３，０００号（特許文献１）に記載されており、その内容を本明細書の一部を構成するものとしてここに援用する。
米国特許第５，１４３，０００号

チャンバ（１０）への廃棄物の供給は、廃棄物柱状体（３５）のレベルが十分に下がり新しい廃棄物を収容できるようになるまで行うことができない。従って、カラムのレベルが下がるのに十分な時間を要する。新たな廃棄物の添加が早すぎると、エアロック装置（３０）が損傷を受けたり機能不良になったりする虞がある。遅延時間が長すぎると、装置のスループット速度や効率が低下する。

特開平第１０−２３８７４４号公報（特許文献２）には、灰抜き出し手段の操作のための制御システムが記載されており、このシステムでは、炉内の燃焼層を所定の高さで検出する。しかしながら、廃棄物処理装置への廃棄物の投入の自動制御方法については如何なる開示も示唆も記載されていない。
特開平第１０−２３８７４４号公報

従って、本発明の一目的は、従来技術のシステムが有する各種制限を克服する、廃棄物の投入制御のための制御システムを提供することである。

本発明の別の目的は、プラズマトーチ型タイプ廃棄物処理装置の一体部分として組み込んだこのようなシステムを提供することである。

本発明の更に別の目的は、製造及び維持が比較的簡単であり、従って経済的であるこのようなシステムを提供することである。

本発明の更に別の目的は、廃棄物の供給を最適化するようにプラズマ型廃棄物処理プラントを操作する方法を提供することである。

本発明は、次の通りである。

本発明は、廃棄物を処理するための装置（１００）であって、前記廃棄物処理装置への廃棄物の供給を制御するための制御システム（２００）と、廃棄物柱状体（３５）を収容するように構成された廃棄物処理チャンバ（１０）とを有し、前記装置は更にエアロックシステム（３０）を含み、このエアロックシステム（３０）は、外部フィーダ（２０）から前記エアロックシステム（３０）に含まれる充填チャンバ（３６）への廃棄物の供給と前記充填チャンバ（３６）から前記処理チャンバ（１０）への廃棄物の供給を選択的に行うように構成されたものであって、前記制御システム（２００）は、前記エアロックシステム（３０）に作用的に接続された制御手段（５００）と、前記制御手段（５００）に作用的に接続された少なくとも１個の第１の検出器（３３’）と、ここで、前記第１の検出器（３３’）は、前記処理チャンバ（１０）の第１のレベル（Ｅ）に少なくとも廃棄物がないことを検出し、前記第１のレベル（Ｅ）に廃棄物が検出されない場合に前記制御手段（５００）に対し、廃棄物がないことに対応する第１の信号を提供するように構成されており、前記制御手段（５００）に作用的に接続された少なくとも１個の第２の検出器（３３）とを有し、ここで、前記第２の検出器（３３）は、前記処理チャンバ（１０）の前記第１のレベル（Ｅ）から所定の距離だけ上流の位置である第２のレベル（Ｆ）に少なくとも廃棄物がないことを検出し、前記第２のレベル（Ｆ）に廃棄物が検出されない場合に前記制御手段（５００）に対し、廃棄物がないことに対応する第２の信号を提供するように構成されており、前記制御手段（５００）は、前記エアロックシステム（３０）に少なくとも指令を発するように構成され、この指令は、前記第１の信号の受信に呼応して前記充填チャンバ（３６）から前記処理チャンバ（１０）へ廃棄物を供給することを指令するものであり、装置の特徴として、前記第１のレベル（Ｅ）及び前記第２のレベル（Ｆ）は、前記第２のレベル（Ｆ）と前記第１のレベル（Ｅ）の間の前記処理チャンバ（１０）内に収容できる廃棄物の体積が、前記充填チャンバ（３６）内に収容できる廃棄物の体積と実質的に同等であるレベルである、装置、である。

前記制御手段（５００）は、前記第２の信号が前記制御手段（５００）に受信された第２の時刻と、前記第１の信号が前記制御手段（５００）に受信された第１の時刻とに基づき前記処理チャンバ（１０）を通る廃棄物の流量を決定するように構成されているものとすることができる。

前記制御手段（５００）は更に、廃棄物の外部供給源から前記外部フィーダ（２０）への廃棄物の供給速度を、前記処理チャンバ（１０）を通る廃棄物の前記流量と実質的に釣り合うように制御するように構成されているものとすることができる。

前記エアロックシステム（３０）は少なくとも第１のバルブ（３２）と第２のバルブ（３４）とを含み、これらバルブはその間に前記充填チャンバ（３６）を画定し、前記第１のバルブ（３２）は、選択的に、前記充填チャンバ（３６）への廃棄物の提供を可能とするために開動作可能であるか、廃棄物の提供を阻止するために閉動作可能であり、前記第２のバルブ（３４）は、選択的に、前記充填チャンバ（３６）から前記処理チャンバ（１０）への廃棄物の提供を可能とするために開動作可能であるか、廃棄物の提供を阻止するために閉動作可能であるものとすることができ、また、前記エアロック装置（３０）は、前記処理チャンバ（１０）の稼動時、前記第１のバルブ（３２）と前記第２のバルブ（３４）の一方のみが開くことを許容するように構成されているものとすることができる。

前記廃棄物処理装置（１００）のチャンバの長手方向上方部分に、少なくとも１個のガス排出手段（５０）が設けられているものとすることができる。

前記廃棄物処理装置（１００）は、高温ガスジェットをその出力端にて生成し前記ジェットを処理チャンバ（１０）の底部部分へと向けさせるための少なくとも１個のプラズマトーチ手段（４０）を含むものとすることができる。

廃棄物処理装置（１００）は、更に、（ａ）高温ガスジェットをその出力端にて生成し前記ジェットをチャンバ（１０）の長手方向底部部分へと向けさせるための少なくとも１個のプラズマトーチ手段（４０）と、前記チャンバ（１０）の長手方向下方部分に設けられた少なくとも１個の液体生成物排出手段と、を含むものとすることができる。

前記制御手段（５００）は、前記第２の信号が前記制御手段（５００）に受信された第２の時刻と、前記第１の信号が前記制御手段（５００）に受信された第１の時刻とに基づき前記処理チャンバ（１０）を通る廃棄物の流量を決定するように構成されているものとすることができる。

前記制御手段（５００）は更に、廃棄物の外部供給源から前記外部フィーダ（２０）への廃棄物の供給速度を、前記処理チャンバ（１０）を通る廃棄物の前記流量と実質的に釣り合うように制御するように構成されているものとすることができる。

前記エアロックシステム（３０）は少なくとも第１のバルブ（３２）と第２のバルブ（３４）とを含み、これらバルブはその間に前記充填チャンバ（３６）を画定し、前記第１のバルブ（３２）は、選択的に、前記充填チャンバ（３６）への廃棄物の提供を可能とするために開動作可能であるか、廃棄物の提供を阻止するために閉動作可能であり、前記第２のバルブ（３４）は、選択的に、前記充填チャンバ（３６）から前記処理チャンバ（１０）への廃棄物の提供を可能とするために開動作可能であるか、廃棄物の提供を阻止するために閉動作可能であるものとすることができ、また、前記エアロックシステム（３０）は、前記処理チャンバ（１０）の稼動時、前記第１のバルブ（３２）と前記第２のバルブ（３４）の一方のみが開くことを許容するように構成されているものとすることができる。

また、本発明は、廃棄物処理装置への廃棄物の供給を制御する方法であって、該装置は、廃棄物柱状体を収容するように構成された廃棄物処理チャンバ（１０）と、エアロックシステム（３０）とを含み、このエアロックシステム（３０）は、外部フィーダ（２０）から前記エアロックシステム（３０）に含まれる充填チャンバ（３６）への廃棄物の供給と前記充填チャンバ（３６）から前記処理チャンバ（１０）への廃棄物の供給を選択的に行うように構成されており、前記方法は、（ａ）所定量の廃棄物を前記充填チャンバ（３６）に提供する段階と、（ｂ）前記処理チャンバ（１０）内の第１のレベル（Ｅ）に廃棄物がないことを検出する段階と、（ｃ）前記第１のレベル（Ｅ）の上流側の前記処理チャンバ（１０）の第２のレベル（Ｆ）に廃棄物がないことを検出する段階と、（ｄ）段階（ｂ）における廃棄物がないことの検出に関連させて第１の時刻を示す段階と、（ｅ）段階（ｃ）における廃棄物がないことの検出に関連させて第２の時刻を示す段階と、（ｆ）前記第２の時刻と前記第１の時刻の差に基づき処理チャンバ（１０）を通過する廃棄物の流量を決定する段階と、（ｇ）段階（ｆ）で決定した前記流量に基づいて、段階（ａ）の前記廃棄物を前記処理チャンバ（１０）に提供する段階と、を含み、本方法の特徴として、前記第１のレベル（Ｅ）及び前記第２のレベル（Ｆ）は、前記第２のレベル（Ｆ）と前記第１のレベル（Ｅ）の間の前記処理チャンバ（１０）内に収容できる廃棄物の体積が、前記充填チャンバ（３６）内に収容できる廃棄物の体積と実質的に同一であるレベルである、方法である。

前記エアロックシステム（３０）は少なくとも第１のバルブ（３２）と第２のバルブ（３４）とを含み、これらバルブはその間に前記充填チャンバ（３６）を画定し、前記第１のバルブ（３２）は、選択的に、前記充填チャンバ（３６）への廃棄物の提供を可能とするために開動作可能であるか、廃棄物の提供を阻止するために閉動作可能であり、前記第２のバルブ（３４）は、選択的に、前記充填チャンバ（３６）から前記処理チャンバ（１０）への廃棄物の提供を可能とするために開動作可能であるか、廃棄物の提供を阻止するために閉動作可能であり、段階（ａ）が、（ａ１）前記第１のバルブ（３２）を開ける段階と、（ａ２）外部フィーダ（２０）から前記充填チャンバ（３６）へ廃棄物を提供する段階と、（ａ３）前記第１のバルブ（３２）を閉止する段階と、を含み、段階（ａ１）〜（ａ３）の間、前記第２のバルブ（３４）は閉止しているものとすることができる。

前記段階（ｃ）が、（ｃ１）前記第２のバルブ（３４）を開ける段階と、（ｃ２）前記充填チャンバ（３６）から前記処理チャンバ（１０）へ廃棄物を提供する段階と、（ｃ３）前記第２のバルブ（３４）を閉止する段階と、を含み、段階（ｃ１）〜（ｃ３）の間、前記第１のバルブ（３２）は閉止しているものとすることができる。

本発明はクレームによって定義され、その内容は本明細書の開示に添って解釈されるべきである。以下本発明を、添付図面を参照しつつ実施例によって説明する。

本発明は、廃棄物転化装置への廃棄物の供給を制御するためのシステムに関する。用語「廃棄物転化装置」は、ここでは都市廃棄物、家庭廃棄物、産業廃棄物、医療廃棄物、放射性廃棄物や他の種類の廃棄物等の廃棄物材の処置や処理、転化、処分をするように構成したいかなる装置をも含む。また、本発明は上記システムを有する廃棄物転化装置、並びにこのようなシステム及び装置を稼動する方法に関する。

相対的な位置を示す「上流」及び「下流」という用語は、本明細書では、特段の記載がない場合は、全体的に見て廃棄物の流れ方向に反対の方向及び流れと同じ方向をそれぞれ示す。

図を参照すると、図２は本発明の好ましい実施形態を示す。符号（１００）で示されるプラズマ廃棄物処理装置は処理チャンバ（１０）を有する。処理チャンバ（１０）は通常、円柱状或いは円錐台状の縦型シャフト形状を有するが、いかなる所望の形状を有していてもよい。通常、外部の固形／混合廃棄物供給システム（２０）から、通常固形の廃棄物がエアロック装置（３０）を有する廃棄物取込手段を経由してチャンバ（１０）の上端部に導入される。混合廃棄物がチャンバ（１０）内に供給されることもある。但し、一般に気体状廃棄物及び液状廃棄物は実質的な処理を行うことなしに装置（１０）から除去される。固形／混合廃棄物供給システム（２０）は適切なコンベア手段等を有することができ、また更に、廃棄物を細かい破片へと粉砕するためのシュレッダを有することができる。

処理チャンバ（１０）は、通常、実質的に垂直な長手方向軸（１８）を有する円柱シャフト形状を呈するが、必ずしもこのような形状を呈する必要はない。廃棄物柱状体（３５）に接する処理チャンバ（１０）の内部は、通常、適切な耐火性材料から作られ、チャンバ（１０）は液状物回収ゾーン（４１）を含む底部を有する。液状物回収ゾーン（４１）は、通常、るつぼ形状を呈し、一以上の回収リザーバ（６０）に接続された少なくとも１個の排出口を有する。処理チャンバ（１０）はその上端部に、主に廃棄物の処理からの生成ガスを回収するための少なくとも１個の第１ガス排出口（５０）を更に有する。通常、チャンバ（１０）の外側を金属製のジャケットが取り囲んでいる。

エアロック装置（３０）は、上流側の第１のバルブ（３２）及び下流側の第２のバルブ（３４）を有することができ、それらの間に充填チャンバ（３６）が画定される。図２に示した第１のバルブ（３２）及び第２のバルブ（３４）は鉛直方向に離間した配置であるが、他の任意の適切な配置とすることができる。例えば、バルブ（３２）及び（３４）を、チャンバ（１０）の上部にエルボ形状の通路等で接続された水平方向の導管に水平方向に離間させて配置することができる。バルブ（３２）及び（３４）は、電気的に、空気圧により、又は水圧により作動するゲートバルブであって、それぞれが必要に応じて独立して開閉することが好ましい。第１のバルブ（３２）が開き、第２のバルブ（３４）が閉止位置にあるときに、閉鎖可能なホッパー装置（３９）により、通常、固形廃棄物及び／又は混合廃棄物を供給システム（２０）から充填チャンバ（３６）内に送る。任意ではあるが、エアロック装置（３０）は付加的なバルブを含むことができる。

任意ではあるが、ホッパー装置（３９）に消毒剤噴霧システム（３１）を設けて、必要に応じて、特に医療廃棄物を装置（１００）によって処理する際に、定期的に又は連続的に同装置に消毒剤を噴霧するようにしてもよい。

処理チャンバ（１０）の下端部に設けられた一又は複数の第１プラズマトーチ（４０）は、適切な電源、ガス源及び水冷源（４５）に作用的に接続される。プラズマトーチ（４０）は、可動式でも非可動式でもよい。トーチ（４０）は適切にシールされたスリーブによってチャンバ（１０）に設置されるが、このスリーブはトーチ（４０）の交換や修理を容易にするものである。トーチ（４０）は、下方に一定の角度で廃棄物柱状体の底部に向けられる高温ガスを生成する。稼動時にトーチ（４０）から発生するプルームが廃棄物柱状体の底を可能な限り均一に一定の高温（通常約１６００℃以上）に加熱するように、トーチ（４０）をチャンバ（１０）の底部に分散配置する。トーチ（４０）は、その下流出力端に、平均温度約２０００℃〜約７０００℃の高温ガスジェット或いはプラズマプルームを生成する。トーチ（４０）から発生した熱は廃棄物柱状体を通じて上昇し、その結果、処理チャンバ（１０）内に温度勾配が形成される。プラズマトーチ（４０）により生成された高温ガスにより、チャンバ（１０）内の温度は廃棄物を生成ガスと溶融金属及び／又はスラグを含んでいるかもしれない液体材料（３８）とに連続的に転化するのに十分なレベルに維持される。生成ガスは排出口（５０）から系外へと導かれ、液体材料（３８）はチャンバ（１０）の下端部おいて一以上のリザーバ（６０）から定期的に又は連続的に回収される。

空気や酸素、水蒸気等の酸化性流体（７０）をチャンバ（１０）の下端部に提供することができ、有機廃棄物の処理の際生ずる炭素を、例えば、ＣＯやＨ₂等の有用なガスに転化することができる。

更に、装置（１００）の排出口（５０）にスクラバシステム（図示せず）を作用的に接続することができ、これにより生成ガスを処理する、或いは粒状物質及び／又は他の液滴（ピッチを含む）や不必要なガス（例えば、ＨＣｌ、Ｈ₂Ｓ、ＨＦ等）をチャンバ（１０）の排出口（５０）から排出される生成ガス流から除去することができる。粒状物質としては、有機成分や無機成分が挙げられる。ピッチは排出口（５０）から排出されるガス流中に気体状或いは液状で含まれる場合がある。このような仕事を行うことが可能なスクラバは当該分野ではよく知られており、ここで更に詳述する必要はない。通常、クリーンな生成ガス（通常この段階では、Ｈ₂、ＣＯ、ＣＨ₄、ＣＯ₂及びＮ₂を含む）を経済的に利用するために、スクラバはその下流において、例えば、ガスタービン発電プラントや製造プラント等の適切なガス処理手段（図示せず）に作用的に接続される。スクラバは更に、スクラバによりガス生成物から除去された粒状物質やピッチ、液状物質を回収するためのリザーバ（図示せず）を有してもよい。このような粒状物質や液状物質（ピッチを含む）は更に処理を施す必要がある。

任意ではあるが、装置（１００）は更に、生成ガス中の有機成分を燃焼させるために排出口（５０）に作用的に接続されると共に適切なアフターバーナエネルギー利用システムとオフガスクリーニングシステム（図示せず）とに接続されたアフターバーナ（図示せず）を有してもよい。このようなエネルギー利用システムとしては、発電機に連結されたボイラ・蒸気タービン装置が挙げられる。オフガスクリーニングシステムは、反応物を伴うフライアッシュ等の固形廃棄物材、及び／又は更なる処理を施す必要のある廃棄物材を含む溶液を生成し得る。

本発明によると、特に図２を参照すると、チャンバ（１０）に廃棄物を供給するために廃棄物供給制御システム（２００）が設けられ、これによって、プラズマ廃棄物処理装置（１００）のより効率的、より円滑な且つ連続的な稼動が可能となる。このような制御は実質的に自動で行うことができるが、半自動或いは手動とすることもできる。

本発明によると、通常、充填チャンバ（３６）への廃棄物の供給は、充填チャンバ（３６）内の廃棄物のレベルがチャンバの最大容量を下回る所定のポイントに達するまで続けられ、廃棄物によって第１のバルブ（３２）の閉止が妨げられる可能性を最小限に抑える。次いで、第１のバルブ（３２）を閉じる。バルブ（３２）及び（３４）が閉止位置にあると、気密状態（air seal）が提供される。次いで、必要に応じて、第２のバルブ（３４）を開けることによって、処理チャンバ（１０）内に空気を比較的ほとんど入れずに或いは全く空気を入れずに、保持チャンバ（３６）内の廃棄物をチャンバ（１０）内に供給することができる。

図２を参照すると、本発明の好ましい実施形態においては、制御システム（２００）は、供給システム（２０）と前記エアロック装置（３０）と廃棄物レベル検知システム（５８０）とに作用的に接続された適切なコントローラ（５００）を含む。

このコントローラ（５００）は、人的コントローラ及び／又は好ましくは適切なコンピュータシステムを包含することができる。該コンピュータシステムは、コントローラ（５００）や装置（１００）の他の要素に作用的に接続される。

通常、廃棄物レベル検知システム（５３０）は、チャンバ（１０）の上方部分或いはレベル（Ｅ）に一以上の適切なセンサ或いは検出器（３３’）を備え、廃棄物のレベルがこのレベルに達したこと或いはこのレベルを通過したことを検知する。好ましくは、更に、廃棄物レベル検知システム（５３０）は、レベル（Ｆ）（即ち、チャンバ（１０）のレベル（Ｅ）の上流側）に設けられ廃棄物のレベルがこのレベルに達したこと或いはこのレベルを通過したことを検知する一以上の適切なセンサ或いは検出器（３３）をも有する。レベル（Ｆ）は、チャンバ（１０）内での廃棄物量の最大安全限界を示すことが有利であり、一方、レベル（Ｅ）は、廃棄物を更にチャンバ（１０）に供給することが効率的であるチャンバ（１０）内の廃棄物のレベルを示す。従って、チャンバ（１０）のレベル（Ｅ）とレベル（Ｆ）の間の体積は、充填チャンバ（３６）に収容し得る廃棄物の体積とほぼ同等となり得る。通常、廃棄物レベルがレベル（Ｅ）に達すると、検出器（３３’）から適切な信号がコントローラ（５００）に送られ、廃棄物の次のバッチを処理チャンバ（１０）に供給できることをコントローラ（５００）に知らせる。

これに加え、レベル（Ｆ）及び（Ｅ）に設けられた検出器（３３）及び（３３’）は、例えば、廃棄物のレベルがレベル（Ｆ）である時からレベル（Ｅ）に達するまでの時間を測定することによりチャンバ（１０）内の廃棄物の実際の流量を決定するための適切なデータを提供することができる。これにより、廃棄物をフィーダ（２０）自体に提供するのに必要とされる速度を決定するのに有用な情報が提供される。

本発明によると、コントローラ（５００）を、エアロック装置（３０）、特にバルブ（３２）及び（３４）にも作用的に接続し、供給システム（２０）から充填チャンバ（３６）への廃棄物の充填及び充填チャンバ（３６）から処理チャンバ（１０）への廃棄物の供給を調整することができる。

本発明によると、処理チャンバ（１０）は通常、エアロック装置（３０）からの廃棄物材で所定の第１のレベルまで、通常ほぼ第１ガス排出口（５０）のレベルかその下方まで満たされる。廃棄物レベル検知システム（５３０）は、（チャンバ（１０）内での廃棄物処理の結果）廃棄物のレベルが所定の第１のレベルから十分に低下したことを感知し、適切な信号を送って、レベルが下がったことをコントローラ（５００）に知らせ、これにより廃棄物の次のバッチを充填チャンバ（３６）から処理チャンバ（１０）に供給することが可能になる。次いで、コントローラ（５００）は、供給システム（２０）から充填チャンバ（３６）に廃棄物の再充填を可能にするために第２のバルブ（３４）を閉じ第１のバルブ（３２）を開け、次いで次の供給サイクルの準備のため第１のバルブ（３２）を閉じる。

図３を参照すると、好ましい実施形態に係る廃棄物制御システムは、次のように動作する。

ステップ（Ｉ）では、廃棄物が外部の廃棄物供給源から供給システム（２０）に提供される。装填チャンバ（３６）が内容物を処理チャンバ（１０）に排出して空になると、第１のバルブ（３２）が開き（ステップ（ＩＩ））、廃棄物フィーダから装填チャンバ（３６）に、装填チャンバ（３６）の大きさに相関した所定量の廃棄物が供給され（ステップ（ＩＩ））、第１のバルブ（３２）が閉止する（ステップ（ＩＶ））。このようにして、装填チャンバ（３６）から処理チャンバ（１０）へ廃棄物を提供する準備が整う。

ステップ（Ｖ）では、（Ｅ）での廃棄物レベルを検出器（３３’）により監視する。監視は、チャンバ内での廃棄物処理速度より十分に小さな適切なサンプリング速度で、連続的に或いは周期的に行うことができる。レベル（Ｅ）に廃棄物が存在する場合、検出器（３３’）は単純に監視を続行する。廃棄物が下降してレベル（Ｅ）より低くなったことを検出器（３３’）が検知するとすぐに、即ち、検出器（３３’）がレベル（Ｅ）に廃棄物がないことを検知するとすぐに、第２のバルブ（３４）を開けるように信号が制御手段（５００）に送られ（ステップ（ＶＩＩ））、その時点で、保持チャンバ（３６）内の廃棄物が処理チャンバ（１０）に供給される（ステップ（ＶＩＩＩ））。コントローラ（５００）からの適切な信号を受けて、第２のバルブ（３４）は閉止し（ステップ（ＩＸ））、新たな供給サイクルがステップ（ＩＩ）から始まる。

ステップ（Ｉ）におけるフィーダ（２０）への廃棄物供給速度は、次のように制御することも有用であろう。図４を参照すると、ステップ（Ａ）において、廃棄物は、時間△ｔ₀に相関する供給速度、即ち、次の等式、
供給速度 ＝ （保持チャンバ（３６）内に収容可能な廃棄物量）／（時間△ｔ₀）
で表される供給速度でフィーダ（２０）に提供される。

ステップ（Ｂ）では、（Ｆ）での廃棄物レベルを検出器（３３）により監視する。監視は、通常、チャンバ（１０）内での廃棄物処理速度より十分に小さな適切なサンプリング速度で、連続的に或いは周期的に行うことができる。レベル（Ｆ）に廃棄物が存在する場合、検出器（３３）は単純に監視を続行する。廃棄物が下降してレベル（Ｆ）より低くなったことを検出器（３３）が検知するとすぐに、即ち、検出器（３３）がレベル（Ｆ）に廃棄物がないことを検知するとすぐに、時刻データｔ_Fがコントローラ（５００）に知らされる（ステップ（Ｄ））。これと同時に或いはこれに続けて、ステップ（Ｅ）において、（Ｅ）での廃棄物レベルを検出器（３３’）により監視する。監視は、通常、チャンバ（１０）内での廃棄物処理速度より十分に小さな適切なサンプリング速度で、連続的に或いは周期的に行うことができる。レベル（Ｅ）に廃棄物が存在する場合、検出器（３３’）は単純に監視を続行する。廃棄物が下降してレベル（Ｅ）より低くなったことを検出器（３３’）が検知するとすぐに、即ち、検出器（３３’）がレベル（Ｅ）に廃棄物がないことを検知するとすぐに、時刻データｔ_Eがコントローラ（５００）に知らされる（ステップ（Ｇ））。次に、ステップ（Ｈ）において、コントローラ（５００）は時間△ｔ₁＝ｔ_E−ｔ_Fを計算する。チャンバ（１０）内での廃棄物処理速度、即ち△ｔ₁がフィーダ（２０）への廃棄物提供速度、即ち△ｔ₀より大きい場合、フィーダ（２０）への廃棄物提供速度を大きくする（ステップ（Ｊ）、（Ｋ））ことができる。逆に、チャンバ（１０）内での廃棄物処理速度、即ち△ｔ₁がフィーダ（２０）への廃棄物提供速度、即ち△ｔ₀より小さい場合、フィーダ（２０）への廃棄物提供速度を小さくする（ステップ（Ｌ）、（Ｍ））ことができる。

本発明に係る廃棄物供給制御システムは、プラズマ型混合廃棄物コンバータの構成部分として最も良く組み込まれるが、当該技術分野における多数のプラズマ型廃棄物コンバータの内のいずれか一つに本発明のシステムを容易に改装更新することができることは明らかである。

以上、本発明を具体的な実施形態の数例のみについて詳細に説明したが、本発明がこれら実施形態に制限されないこと、また、本明細書に開示した本発明の範囲と精神から逸脱することなく形状及び細部において他の変更が可能であることは当業者によって了解されるであろう。

従来技術にかかる典型的なプラズマ固形／混合廃棄物処理装置の全体のレイアウトと主要な構成要素を概略的に示す。 典型的なプラズマ型処理装置に関して本発明の好ましい実施形態の主要な構成要素を概略的に示す。 図２のシステムのための操作手続を示す概略フローチャートである。 図２のシステムのための任意の操作手続を示す概略フローチャートである。

符号の説明

１０ 処理チャンバ
２０ 供給システム
３０ エアロック装置
３２ 第１のバルブ
３３、３３’ センサ（検出器）
３４ 第２のバルブ
３５ 廃棄物柱状体
３６ 充填チャンバ
３９ ホッパー装置
４０ トーチ
５０ ガス排出口
６０ リザーバ
７０ 酸化性流体
１００ プラズマ廃棄物処理装置
２００ 廃棄物供給制御システム
５００ コントローラ
５３０ 廃棄物レベル検知システム

Claims (15)

1. 廃棄物を処理するための装置（１００）であって、前記廃棄物処理装置への廃棄物の供給を制御するための制御システム（２００）と、廃棄物柱状体（３５）を収容するように構成された廃棄物処理チャンバ（１０）とを有し、前記装置は更にエアロックシステム（３０）を含み、このエアロックシステム（３０）は、外部フィーダ（２０）から前記エアロックシステム（３０）に含まれる充填チャンバ（３６）への廃棄物の供給と前記充填チャンバ（３６）から前記処理チャンバ（１０）への廃棄物の供給を選択的に行うように構成されたものであって、
   前記制御システム（２００）は、
   前記エアロックシステム（３０）に作用的に接続された制御手段（５００）と、
   前記制御手段（５００）に作用的に接続された少なくとも１個の第１の検出器（３３’）と、ここで、前記第１の検出器（３３’）は、前記処理チャンバ（１０）の第１のレベル（Ｅ）に少なくとも廃棄物がないことを検出し、前記第１のレベル（Ｅ）に廃棄物が検出されない場合に前記制御手段（５００）に対し、廃棄物がないことに対応する第１の信号を提供するように構成されており、
   前記制御手段（５００）に作用的に接続された少なくとも１個の第２の検出器（３３）とを有し、ここで、前記第２の検出器（３３）は、前記処理チャンバ（１０）の前記第１のレベル（Ｅ）から所定の距離だけ上流の位置である第２のレベル（Ｆ）に少なくとも廃棄物がないことを検出し、前記第２のレベル（Ｆ）に廃棄物が検出されない場合に前記制御手段（５００）に対し、廃棄物がないことに対応する第２の信号を提供するように構成されており、
   前記制御手段（５００）は、前記エアロックシステム（３０）に少なくとも指令を発するように構成され、この指令は、前記第１の信号の受信に呼応して前記充填チャンバ（３６）から前記処理チャンバ（１０）へ廃棄物を供給することを指令するものであり、
   装置の特徴として、前記第１のレベル（Ｅ）及び前記第２のレベル（Ｆ）は、前記第２のレベル（Ｆ）と前記第１のレベル（Ｅ）の間の前記処理チャンバ（１０）内に収容できる廃棄物の体積が、前記充填チャンバ（３６）内に収容できる廃棄物の体積と実質的に同等であるレベルである、装置。
2. 前記制御手段（５００）は、前記第２の信号が前記制御手段（５００）に受信された第２の時刻と、前記第１の信号が前記制御手段（５００）に受信された第１の時刻とに基づき前記処理チャンバ（１０）を通る廃棄物の流量を決定するように構成されている、請求項１に記載の装置。
3. 前記制御手段（５００）は更に、廃棄物の外部供給源から前記外部フィーダ（２０）への廃棄物の供給速度を、前記処理チャンバ（１０）を通る廃棄物の前記流量と実質的に釣り合うように制御するように構成されている、請求項２に記載の装置。
4. 前記エアロックシステム（３０）は少なくとも第１のバルブ（３２）と第２のバルブ（３４）とを含み、これらバルブはその間に前記充填チャンバ（３６）を画定し、前記第１のバルブ（３２）は、選択的に、前記充填チャンバ（３６）への廃棄物の提供を可能とするために開動作可能であるか、廃棄物の提供を阻止するために閉動作可能であり、前記第２のバルブ（３４）は、選択的に、前記充填チャンバ（３６）から前記処理チャンバ（１０）への廃棄物の提供を可能とするために開動作可能であるか、廃棄物の提供を阻止するために閉動作可能である、請求項１に記載の装置。
5. 前記エアロック装置（３０）は、前記処理チャンバ（１０）の稼動時、前記第１のバルブ（３２）と前記第２のバルブ（３４）の一方のみが開くことを許容するように構成されている、請求項４に記載の装置。
6. 前記廃棄物処理装置（１００）のチャンバの長手方向上方部分に、少なくとも１個のガス排出手段（５０）が設けられている、請求項１に記載の装置。
7. 前記廃棄物処理装置（１００）は、高温ガスジェットをその出力端にて生成し前記ジェットを処理チャンバ（１０）の底部部分へと向けさせるための少なくとも１個のプラズマトーチ手段（４０）を含む、請求項１に記載の装置。
8. 請求項１に記載の廃棄物を処理するための装置であって、更に、
   （ａ）高温ガスジェットをその出力端にて生成し前記ジェットをチャンバ（１０）の長手方向底部部分へと向けさせるための少なくとも１個のプラズマトーチ手段（４０）と、
   前記チャンバ（１０）の長手方向下方部分に設けられた少なくとも１個の液体生成物排出手段と、を含む装置。
9. 前記制御手段（５００）は、前記第２の信号が前記制御手段（５００）に受信された第２の時刻と、前記第１の信号が前記制御手段（５００）に受信された第１の時刻とに基づき前記処理チャンバ（１０）を通る廃棄物の流量を決定するように構成されている、請求項８に記載の装置。
10. 前記制御手段（５００）は更に、廃棄物の外部供給源から前記外部フィーダ（２０）への廃棄物の供給速度を、前記処理チャンバ（１０）を通る廃棄物の前記流量と実質的に釣り合うように制御するように構成されている、請求項９に記載の装置。
11. 前記エアロックシステム（３０）は少なくとも第１のバルブ（３２）と第２のバルブ（３４）とを含み、これらバルブはその間に前記充填チャンバ（３６）を画定し、前記第１のバルブ（３２）は、選択的に、前記充填チャンバ（３６）への廃棄物の提供を可能とするために開動作可能であるか、廃棄物の提供を阻止するために閉動作可能であり、前記第２のバルブ（３４）は、選択的に、前記充填チャンバ（３６）から前記処理チャンバ（１０）への廃棄物の提供を可能とするために開動作可能であるか、廃棄物の提供を阻止するために閉動作可能である、請求項８に記載の装置。
12. 前記エアロックシステム（３０）は、前記処理チャンバ（１０）の稼動時、前記第１のバルブ（３２）と前記第２のバルブ（３４）の一方のみが開くことを許容するように構成されている、請求項１１に記載の装置。
13. 廃棄物処理装置への廃棄物の供給を制御する方法であって、該装置は、
    廃棄物柱状体を収容するように構成された廃棄物処理チャンバ（１０）と、
    エアロックシステム（３０）とを含み、このエアロックシステム（３０）は、外部フィーダ（２０）から前記エアロックシステム（３０）に含まれる充填チャンバ（３６）への廃棄物の供給と前記充填チャンバ（３６）から前記処理チャンバ（１０）への廃棄物の供給を選択的に行うように構成されており、
    前記方法は、
    （ａ）所定量の廃棄物を前記充填チャンバ（３６）に提供する段階と、
    （ｂ）前記処理チャンバ（１０）内の第１のレベル（Ｅ）に廃棄物がないことを検出する段階と、
    （ｃ）前記第１のレベル（Ｅ）の上流側の前記処理チャンバ（１０）の第２のレベル（Ｆ）に廃棄物がないことを検出する段階と、
    （ｄ）段階（ｂ）における廃棄物がないことの検出に関連させて第１の時刻を示す段階と、
    （ｅ）段階（ｃ）における廃棄物がないことの検出に関連させて第２の時刻を示す段階と、
    （ｆ）前記第２の時刻と前記第１の時刻の差に基づき処理チャンバ（１０）を通過する廃棄物の流量を決定する段階と、
    （ｇ）段階（ｆ）で決定した前記流量に基づいて、段階（ａ）の前記廃棄物を前記処理チャンバ（１０）に提供する段階と、を含み、
    本方法の特徴として、前記第１のレベル（Ｅ）及び前記第２のレベル（Ｆ）は、前記第２のレベル（Ｆ）と前記第１のレベル（Ｅ）の間の前記処理チャンバ（１０）内に収容できる廃棄物の体積が、前記充填チャンバ（３６）内に収容できる廃棄物の体積と実質的に同一であるレベルである、方法。
14. 前記エアロックシステム（３０）は少なくとも第１のバルブ（３２）と第２のバルブ（３４）とを含み、これらバルブはその間に前記充填チャンバ（３６）を画定し、前記第１のバルブ（３２）は、選択的に、前記充填チャンバ（３６）への廃棄物の提供を可能とするために開動作可能であるか、廃棄物の提供を阻止するために閉動作可能であり、前記第２のバルブ（３４）は、選択的に、前記充填チャンバ（３６）から前記処理チャンバ（１０）への廃棄物の提供を可能とするために開動作可能であるか、廃棄物の提供を阻止するために閉動作可能であり、
    段階（ａ）が、
    （ａ１）前記第１のバルブ（３２）を開ける段階と、
    （ａ２）外部フィーダ（２０）から前記充填チャンバ（３６）へ廃棄物を提供する段階と、
    （ａ３）前記第１のバルブ（３２）を閉止する段階と、を含み、
    段階（ａ１）〜（ａ３）の間、前記第２のバルブ（３４）は閉止している、請求項１３に記載の方法。
15. 段階（ｃ）が、
    （ｃ１）前記第２のバルブ（３４）を開ける段階と、
    （ｃ２）前記充填チャンバ（３６）から前記処理チャンバ（１０）へ廃棄物を提供する段階と、
    （ｃ３）前記第２のバルブ（３４）を閉止する段階と、を含み、
    段階（ｃ１）〜（ｃ３）の間、前記第１のバルブ（３２）は閉止している、請求項１３に記載の方法。

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