JPS5938520A - ごみ焼却炉内の燃切点を検出する方法 - 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、ごみ焼却炉内におけるごみの燃切点を、テレ
ビカメラで撮像した画像から検出する方法に関する。

ごみ焼却炉にあっては、ごみ賀のに動により異常燃焼状
態が起り易く、そのため常時燃焼状態を監視して適切な
燃焼状態を維持するように制御することが枢要である。

そこでまず、従来のこみ焼却炉の制御方法について、第
１図を参照して説明する。

第１図において、１はホッパ、２はピストン、３はクラ
ンク軸、４はモータ、５はごみ受台、６はごみ、７はス
トーカ、８は燃ハ″１．室、９は灰取出口、１０は水冷
室、１１はボイラ、１２は蒸気管、１３は流量検出端、
１４はブロワ、１５は覗き窓、１６はテレビカメラ、１
７は補助バーナ、１８は風量調整弁である。

この焼却炉で焼却されるごみ６は、第１図中に点線２０
で示すように、クレーン等によつ又、ホッパ１に投げこ
まれ、ごみ受台５の土の貯えられるが、クランク軸３を
介してモータ４によシ往復運動をするピストン２の作用
によって、下部から次第にストーカ７上に落とされる。

ストーカ７はキャタピラ式或いは往復運動式ストーカで
あって、その土のごみを点線矢印３１で示すように図の
右方に移動させつつ、ブロワ−１４によって実線矢印３
２のように下部から吹き上げるを気によって燃焼室８内
で燃焼させる。燃焼室８内のごみ上に記した点Ａより左
方では、ごみは炎を上げて燃焼し右方では所謂おき火燃
焼をするため、Ａ点１一般に燃え切シ点と称する。おき
火燃焼を終了した灰はストーカ７の右端よシ落下し、灰
取出口９から系外に取り出される。燃焼後の排ガスは実
線、矢印３３で示すように燃焼室８から、水冷壁で囲ま
れた水冷室１０に入り更にドラム及び蒸発管群を備えた
ボイラ１１を経てガス処理装置や煙突を通って大気中に
放出される。

従来の燃焼制御方式は、このボイラ１１からの蒸気量を
蒸気管１２に設けられている流量検出端工３によシ計測
し、蒸気発生量の過大、過小に応じて２．３．４で示す
ごみ供１１８ｉ置を夫々停止、運転せしめて、自動的に
制御を行い、自動制御で不足の分はテレビカメラ１６に
より覗き窓１５を通して、炉内を制御室から監視し、手
動にて、モータ４の回転数、風量調整弁１８の開度を調
整したり、補助バーナ１７に点火したりして制御するも
のであった。

この従来の制御方法には、次のような欠点がおった。

（１）手動に頼る而が多いため、操作に人手を要する。

（２）操作員の判断に頼るため、高度の技術を要し、個
人差が生じる。

本発明は、このような従来の欠点を除去することを目的
としてなされたものである。

すなわち、上記手動制御の欠点を除去し、焼却炉の燃焼
制御を自動化するには先ず焼却炉の好ましくない異常燃
焼状態全検出しなければならない。

この従来人による監視を必要とした好ましくない異常燃
焼状態とは、主としてごみ質の変動に基くものであって
１次の点が挙げられる。

（１７燃切点の位置が後方に移動する。

焼却後の灰には未燃分が残ってはならないので、ごみは
火焔を上げて燃焼した後、一定時間、所謂、おき火燃焼
する必要かめる。この意味で、第１図の燃焼室８中に示
した燃え切り点Ａは重要な意味を持ち、この点が後方（
図の右側）にずれて来ると未燃分が灰中に残る恐れがあ
る。

例えば発熱量の低いごみが供給された場合にはボイラ１
１からの蒸発量がへるため、自動開側１によってピスト
ン２運行が速まシ、ごみが多量に燃焼室８へ供給される
墨になるので、当然燃え切り点Ａは後方に移動する。又
、燃焼速反の遅いごみの場合にも、当然燃え切り点Ａは
後方に移動する。

テレビカメラ１６で炉内を監視しながら燃え切υ点Ａを
検出する土での問題点としては、ごみ中に大型の不燃物
がある場合、これがス）−力７の後方に移動して来た場
合に火ｓ２かくし、燃え切り点Ａがストーカの前方に移
動したように貌堅される事があり、このような誤認を防
止する必要がある。

（２）ストーカ７前端部の塔が消える。

発熱量の低いごみが供給され蒸発量の不足から、ピスト
ン２によるごみの供給速さが増加した場合には、ごみ受
台５におけるごみの乾燥が充分性なわれず、ごみ受台５
からストーカ７へ落下したごみの着火がおくれ燃焼室８
内の火焔が後方にずれる。この現象は着火性の悪いごみ
が炉に供給された場合にも生じる。火焔が後方にずれた
結果、ストーカ７土での燃焼が不十分となり、放置すれ
ばごみが不燃のまま灰吐出口９に至る事態が生じ、回復
には、多大の労力を要する事となる。

本発明は、テレビカメラで捕捉された画像から上記異常
燃焼状態をすみやかに検出することを可能としたもので
ある。

以下本発明の一部流例全第２図ないし第４図を参照して
詳細に説明する。なお、第２図において、焼却炉そのも
のは第１図のものと何ら異る７５ｒはないので、第１図
と同一部分には同一符号を附し、その説明は省略する。

第２図において、検出システムとして新たに追加記載し
たものについて説明すれば、１９は、位置決め板、２０
は１縁、２１はｉｔ算ｍ、ｚｚはモニタ用テレビである
。

次に本発明の作用について詳細に説明する。

本発明は、前述の２棟の異常燃焼状態をテレビカメラ１
６に捕捉された一１家を幾つかに分画し、面積と明るさ
によって検出するものであって、位置決め板１９の作用
は画像の位置決めを行うためのものである。テレビカメ
ラ１６は振動その他、外力の作用によって、ぶれる恐れ
があるので画像上の火焔の絶対位置は変るが、位置決め
板１９の画面上の位置を基準として相対的な位置関係か
ら画像処理を行えば、この恐れを除去できる。

テレビカメラ１６によって捕捉された炉内画像情報は電
線２０を通じて計算機２１に送られ処理される一方、モ
ニタ・テレビ２２の画面上に表示される。計算機２１か
らは、処理された情報がアウト・プツトされるが、これ
は燃焼自動化の程度に応じて制御機器や警報装置への信
号、表示板への表示信号となって送られる。

第３図、第４図は異常燃焼の検出メカニズムをテレビモ
ニタ２２の画像上で説り」したものである。

第３図において土方斜線部は位置決め板１９の画像で、
直＠ｏｏ’はその下端位置を示している。又直線ＡｏＡ
ｏ’は当該焼却炉で理想とする燃え切υ点の位置、曲線
ＡＡ’は実際の燃え切シ点の位置である。焼却炉内では
火爆部分とおき火燃焼部分との光度が明確に異るので、
この間に境界の光度を設定しておき、その境界値を検出
すれば曲＃　ＡＡ’を得る事ができる。第３図中に示す
縦方向の点線は、画像を分画する様子を説明するための
仮想線で、実際にモニタ・テレビ１６土には表示されな
い。この点線位置で画像は巾方向にｎ（ｎ二５〜１５程
度）等分される。計算機２１ではこの各点線と直線ｏｏ
’　、曲＃ＡＡ’に囲まれた分割画像部分の面積を計算
し、夫々の面積、ΔＳ□、Δｓ２、Δｓ３、・・・ΔＳ
ｎを得る。もし、燃え切シ点Ａより、カメラ１６をシに
大型の不燃性のごみがあって、燃え切９点をかくしてい
る場合には、第３図の曲線ＡＡ’が示すようにこの部分
が大きなへこみとなって表われるが、実際の燃え切シ点
は平均的な位置にある筈なので、ΔＳ１〜ΔＳｎの円、
小さい方から１１個（炉の大きさに応じて、約ｍ二ｎ／
ｓ〜ｎ／ａとする。）のΔＳを除きその他のΔＳの平均
値ΔＳを得る。この結果、ｎＸΔＳは、実際の燃え切り
点に相当する画像上の面積を与えこれを理想的な燃え切
り点に相当する画像上の口、０ＡｏＡｏ’Ｏ’の面積Ｓ
Ｏと比較する事によって、燃え切シ点の現状を知る事が
できる。情報信号としては、Ｓｏ　　−ｎ・ΔＳ Ｏ を用いれば良い。第３図に示した直ｍＡｍＡｍ’は、口
、ＯｍＡｍ’Ｏ’の面積がｎ×ΔＳになるように言十算
された直解でろって、これをモニタ・テレビ上に表示す
る事によって、計算された平均の燃え切シ点が何処にあ
るかを知る事ができる。

次に、と魯の着火状態の検出方法について説明する。

第４図において、直線００’、曲線ＡＡ’　　、　　直
線ＡｍＡｍ’は第３図と全く同じである。直１ＢｏＢｏ
’は口、０Ｂ６Ｂｏ’Ｏ’の画像上のｌ積が、口、　Ｏ
ＡｍＡｍ’　Ｏ’のＩ［１１像土の面積の％になるよう
に計算されたＯＯ′及びＡｍＡｎ＋’に平行な＠酬であ
り、この直＃！ＢｏＢｏ’の下部は第３図同様点醐によ
って仮想的にｎ等分されている。■、■、■、・・・■
の記号で示された各分割画像部分は夫々第３図のΔｓ工
、Δｓ２、・・・ΔＳ、の位置に対応している。直１１
ｉＩＩＢｏＢｏ’　、曲ＩｗＡＡ　’及びこれ等点線に
囲まれた■、■、■・・・■で示された部分の内、第３
図の説明で取シ除がれたｍ個の部分を除外し、残シの部
分の光度の平均値を計算し、これをｌｌａとすれは、ｌ
ｌａは大型不燃物の効果全除外した火焔燃焼部後半の平
均光度を示す。

又口、０ＢｏＢｏ’Ｏ’部分の平均光度を８１算し、こ
れをｌｂとすれは、ｌｂは火焔燃焼部後半の平均光度を
表す。ハｔ！：Ａ’ｂを比較する事によって、燃焼炉前
半のごみの着火状態を知る事ができる。

情報信号としては Ｌ”ｔｌｂ／１３ａ を用いれば良い。

以上詳述したように本発明によれは、炉内を監視するテ
レビカメラの画１家を計算機で処理して、信号Ｍ全抽出
すれば燃え切υ点の位置が、また信号Ｌｉ抽出すればご
みの看火状態を夫々数値化して取り出すことが可能とな
る。従ってこれらの数値をこみ焼却炉の運転に当っての
自動制御、手動開側１、警報等に利用すれは、よりいっ
そう安全で効率の良い運転を可能とし、その効果は大き
い。

【図面の簡単な説明】

第１図はこみ焼却炉の従来の制御方法を説明するために
示したごみ焼却炉の系統図、ｇ２図は本発明に係るこみ
焼却炉内の燃切点を検出する方法を説明するために示し
たごみ焼却炉の系統図、第３図及び第４図は本発明の詳
細な説明するための図である。 （１）・・ボツバ、（２）・・ピストン、（５）・・ご
み受台、（６）・・ごみ、（７）・・ストーカ、（８）
・・燃焼室、９Ｑ°・覗き室、　ａＵ−・テレビカメラ
、（ト）・・風量調整弁、ａす・・位置決め板、Ｑη・
・計算機、（イ）・・モニタ用テレビ。 第１図 笛７図 第３図 席４図 手続補正占（自発） 昭和５７年９月３０　Ｆ＋ 特許庁長官若杉和夫殿 １、事件の表示　特願昭　５７　　年１４６１８７　　
号３、補正をする古　　事件との関係　　出願人名　称
　　三菱重工業株式会社 ４復代　　理　　人 〒１００東京都千代ｌ＋１区有楽町１丁口８番１号日比
谷パークビルデック５１９号（電話２１３−０６８６）
　。 １′ （５１１３６）　　　　木　　　刊　　　正　　　巳丈
之５、補正命令の１」伺　　昭和　　　年　　　月　　
　「１６、補正によシ増加する発明の数　１ ８゜ ７、補正の内容 明細書を次のように訂正し寸す。 （１）　　特許請求の範囲を別紙のとおり訂正し寸す。 （２）　　発明の名称全［ごみ焼却炉内の燃切点等を検
出する方法」と訂正します。 （３）　　第１頁下から第２行「燃切点」を「燃切点等
」と豹正し脣す。 （４）　　第２頁において、第１乙行「２０」を「３０
」と訂正し、第７７行「の上の」ヲ「の上に」と訂正し
丑す。 （５）　　第３頁において、第３行「ブロワ−」ヲ「ブ
ロワ」と訂正し、第１０−１７行「実線、矢印」を「実
線矢印」と訂正し捷す。 （６）第り頁第−行１回転数、」を「回転数や」と訂正
し捷す。 （刀　第５貞第ｇ行「ピストンλ」を１ピストンコの１
と訂正します。 （８）　　第７頁において、第１行「／９は、位置」を
「ｌｑは位置」と訂正し、第２行「モニタ用テレビ」全
１モニタテレビ」と訂正し、第７．５′行「モニタ・テ
レビ」ｆ：「モニタテレビ」と訂正し、第１Ａ−１７行
１アウト・プツト」を「アウトプット」と訂正し寸す。 （９）　　第８頁において、第７行「テレビモニタ」を
１モニタテレビ」と訂正し、第１／行［モニタ・テレビ
／　４Ｊ　’ｒ　ｒモニタテレビココ」と言ｊ正します
。 ＯＱ　　第９頁Ｆから第６行「モニタ・テレビ」を「モ
ニタテレビ」と訂正します。 （１１］　　第１／負において、第８行「燃え切り点」
を１撚切点」と訂正し、渠７．２行「燃切点」ヲ「燃切
点等」と訂正し、末行「モニタ用テレビ」を［゛モニタ
テレビ」と訂正します。 特許請求の範囲 ＋１１　　ごみ焼却炉内の燃焼状況をテレビカメラで撮
像し、得られた画像を処理することによりごみの燃切点
の位置を検出する方法であって、前記ごみ焼却炉内に設
けられた画像用位置決め上相を画面の上方に含むように
して炉内をデレヒ゛カメラで撮像して得られた画面を縦
にｎ個Ｗ等分し、等分された各分割画面の部分の夫々に
ついて所定の光度をもつ部分の面積を検出して、この面
積の最も小さい分割画面部分から順に少数の分割画面部
分を除去した残りの分割画面部分から全画面の所定光度
をもつ部分の平均面積全算定し、この平均面積から燃切
点の位置を算定すること全特徴とする、ごみ焼却炉内の
燃切点を検出する方法。 で撮像して得られた画面を縦にｎ個に等分し、等分され
た各分割画面の部分の夫々について所定の光度をもつ部
分の面積を検出して同面積を火焔燃焼部のほぼ前半と後
半とに分割し、火焔燃焼部Ａｉｌ半の平均光度と、前記
分割画面のうち所定光度をもつ部分の面積が般も小さい
分割画面部分から順に少数の分割画面部分を除去した残
りの分割画面部分から規定した前記久焔燃焼部後半の平
均光度とを比較することを特命とする、ごみ焼却炉内の
着火状態全検出する方法。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. こみ焼却炉内の燃焼状況をテレビカメラで撮像し、得ら
   れた画像を処理することによりごみの燃切点の位置を検
   出する方法であって、前記ごみ焼却炉内に設けられた画
   像用位置決め部材全画面の上方に含むようにして炉内を
   テレビカメラで撮像して得られた画面を縦にｎ個に等分
   し、等分された各分割画面の部分の夫々について所定の
   光度をもつ部分の面積を検出して、この面積の最も小さ
   い分割画面部分から１−に少数の分割画面部分を除去し
   た残シの分割画面部分から全画面の所定光度をもつ部分
   の平均面積を算定し、この平均面積から燃切点の位置を
   算定することを％徴とするごみ焼却炉内の燃切点を検出
   する方法。