JP2788387B2 - 焼却炉の燃焼状態検出装置 - Google Patents
焼却炉の燃焼状態検出装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ストーカ搬送式の焼却
処理帯の下流側から燃焼状態を入力する撮像手段を設
け、その撮像手段による入力画像データから前記焼却処
理帯におけるゴミの燃焼状態を判断するゴミ焼却炉の燃
焼状態検出装置に関する。
処理帯の下流側から燃焼状態を入力する撮像手段を設
け、その撮像手段による入力画像データから前記焼却処
理帯におけるゴミの燃焼状態を判断するゴミ焼却炉の燃
焼状態検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のゴミ焼却炉の燃焼状態検
出装置としては、前記撮像手段により炎と判別される明
領域の面積、及び、焼却処理帯の下部に設けた燃焼用空
気供給用の風箱内に設けた圧力検出器により検出される
圧損の値とからゴミの燃焼状態を判断していた。つま
り、一般に、明領域の面積が小であれば燃焼状態が劣化
しており、明領域の面積が適正であれば燃焼状態が適正
であり、明領域の面積が大であれば過剰燃焼状態である
と判断されるのであるが、これには以下の欠点がある。
例えば、焼却処理帯のゴミ質が悪く且つ量が多い場合に
も、焼却処理帯のゴミ量が少ない場合にも、共に明領域
の面積が小となり燃焼状態が劣化していると判断され、
いずれであるのか識別できないために、燃焼状態検出装
置による検出結果から、新たなゴミ投入量を増せばよい
のか減らせばよいのかの判断ができないことになる。そ
こで、前記圧力検出器により検出される圧損の値が大で
あればゴミ量が多く、圧損の値が小であればゴミ量が少
ないとの判断を加味して、上述の欠点を回避していた。
出装置としては、前記撮像手段により炎と判別される明
領域の面積、及び、焼却処理帯の下部に設けた燃焼用空
気供給用の風箱内に設けた圧力検出器により検出される
圧損の値とからゴミの燃焼状態を判断していた。つま
り、一般に、明領域の面積が小であれば燃焼状態が劣化
しており、明領域の面積が適正であれば燃焼状態が適正
であり、明領域の面積が大であれば過剰燃焼状態である
と判断されるのであるが、これには以下の欠点がある。
例えば、焼却処理帯のゴミ質が悪く且つ量が多い場合に
も、焼却処理帯のゴミ量が少ない場合にも、共に明領域
の面積が小となり燃焼状態が劣化していると判断され、
いずれであるのか識別できないために、燃焼状態検出装
置による検出結果から、新たなゴミ投入量を増せばよい
のか減らせばよいのかの判断ができないことになる。そ
こで、前記圧力検出器により検出される圧損の値が大で
あればゴミ量が多く、圧損の値が小であればゴミ量が少
ないとの判断を加味して、上述の欠点を回避していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来の
技術では、焼却処理帯のストーカの損傷やゴミ分布の偏
りに起因する燃焼用空気の吹き抜け現象が発生すると、
ゴミ量が多いのにもかかわらず圧損値が低下することと
なり、やはり正確に検出することが困難であるという欠
点があった。本発明の目的は上述した従来欠点を解消
し、ストーカ搬送式の焼却処理帯の下流側から燃焼状態
を入力する撮像手段による画像データのみを用いて、ゴ
ミの状態を加味して燃焼状態を正確に判断できる焼却炉
の燃焼状態検出装置を提供する点にある。
技術では、焼却処理帯のストーカの損傷やゴミ分布の偏
りに起因する燃焼用空気の吹き抜け現象が発生すると、
ゴミ量が多いのにもかかわらず圧損値が低下することと
なり、やはり正確に検出することが困難であるという欠
点があった。本発明の目的は上述した従来欠点を解消
し、ストーカ搬送式の焼却処理帯の下流側から燃焼状態
を入力する撮像手段による画像データのみを用いて、ゴ
ミの状態を加味して燃焼状態を正確に判断できる焼却炉
の燃焼状態検出装置を提供する点にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明による焼却炉の燃焼状態検出装置の特徴構成
は、入力画像データの炎と判別される明領域の面積と、
その明領域の外輪郭内に存在する暗領域の面積との関係
から燃焼状態を判断する点にある。
め、本発明による焼却炉の燃焼状態検出装置の特徴構成
は、入力画像データの炎と判別される明領域の面積と、
その明領域の外輪郭内に存在する暗領域の面積との関係
から燃焼状態を判断する点にある。
【０００５】さらには、入力画像データの炎と判別され
る明領域の面積とその明領域の外輪郭内に存在する暗領
域の面積との関係、及び、前記明領域の下端位置から判
別される燃切位置との関係から燃焼状態を判断する点に
ある。
る明領域の面積とその明領域の外輪郭内に存在する暗領
域の面積との関係、及び、前記明領域の下端位置から判
別される燃切位置との関係から燃焼状態を判断する点に
ある。
【０００６】
【作用】つまり、撮像手段による入力画像データの、炎
と判別される明領域の外輪郭の内部に暗領域があれば、
その領域をゴミが存在しない領域とみるのではなく未燃
ゴミが存在する領域と見做して、炎と判別される明領域
の面積が小であれば燃焼状態が劣化しており、明領域の
面積が適正であれば燃焼状態が適正であり、明領域の面
積が大であれば過剰燃焼状態であると判断しながらも、
そのときの暗領域の面積に応じて未燃ゴミ量を補足する
ことで、正確な燃焼状態を判断するのである。さらに
は、上述の作用に加えて、前記明領域の下端位置に基づ
いて、ゴミが気体燃焼から固体燃焼へ移行する燃切位置
を判別できるので、燃切位置がストーカによる搬送方向
の上流側にあれば、全体として焼却処理帯上での燃焼中
のゴミ量が少なく、燃切位置がストーカによる搬送方向
の下流側であれば、全体として焼却処理帯上での燃焼中
のゴミ量が多いことをも考慮して正確な燃焼状態を判断
するのである。例えば、燃切位置が燃焼中のゴミ量が少
ない上流側にあれば、入力された画像データの輝度が小
さく、燃切位置が燃焼中のゴミ量が多い下流側にあれ
ば、入力された画像データの輝度が大きくなる傾向を利
用して、画像データの明暗の閾値を決定する等である。
と判別される明領域の外輪郭の内部に暗領域があれば、
その領域をゴミが存在しない領域とみるのではなく未燃
ゴミが存在する領域と見做して、炎と判別される明領域
の面積が小であれば燃焼状態が劣化しており、明領域の
面積が適正であれば燃焼状態が適正であり、明領域の面
積が大であれば過剰燃焼状態であると判断しながらも、
そのときの暗領域の面積に応じて未燃ゴミ量を補足する
ことで、正確な燃焼状態を判断するのである。さらに
は、上述の作用に加えて、前記明領域の下端位置に基づ
いて、ゴミが気体燃焼から固体燃焼へ移行する燃切位置
を判別できるので、燃切位置がストーカによる搬送方向
の上流側にあれば、全体として焼却処理帯上での燃焼中
のゴミ量が少なく、燃切位置がストーカによる搬送方向
の下流側であれば、全体として焼却処理帯上での燃焼中
のゴミ量が多いことをも考慮して正確な燃焼状態を判断
するのである。例えば、燃切位置が燃焼中のゴミ量が少
ない上流側にあれば、入力された画像データの輝度が小
さく、燃切位置が燃焼中のゴミ量が多い下流側にあれ
ば、入力された画像データの輝度が大きくなる傾向を利
用して、画像データの明暗の閾値を決定する等である。
【０００７】
【発明の効果】従って本発明によれば、ストーカ搬送式
の焼却処理帯の下流側から燃焼状態を入力する撮像手段
による画像データのみを用いて、ゴミの状態を加味した
燃焼状態を正確に判断できる焼却炉の燃焼状態検出装置
を提供することができるようになった。
の焼却処理帯の下流側から燃焼状態を入力する撮像手段
による画像データのみを用いて、ゴミの状態を加味した
燃焼状態を正確に判断できる焼却炉の燃焼状態検出装置
を提供することができるようになった。
【０００８】
【実施例】以下に実施例を説明する。ゴミ焼却炉は、図
３に示すように、被焼却物である都市ゴミを受け入れる
ホッパ３と、ホッパ３内の被焼却物を下端部から炉内に
投入するプッシャ４と、プッシャ４により投入された被
焼却物を攪拌搬送しながら焼却処理するストーカ式の搬
送手段５を設け、その底部から一次燃焼用の空気を供給
する空気供給手段６を設けて構成してある。
３に示すように、被焼却物である都市ゴミを受け入れる
ホッパ３と、ホッパ３内の被焼却物を下端部から炉内に
投入するプッシャ４と、プッシャ４により投入された被
焼却物を攪拌搬送しながら焼却処理するストーカ式の搬
送手段５を設け、その底部から一次燃焼用の空気を供給
する空気供給手段６を設けて構成してある。
【０００９】搬送手段５は、固定の火格子に対して斜め
上方に往復移動する可動の火格子を交互に配して被焼却
物を乾燥させる乾燥帯Ｌ、燃焼させる燃焼帯Ｍ、灰化処
理する後燃焼帯Ｎからなる焼却処理帯をそれぞれ独立に
速度調節自在に構成してある。ストーカ５の上方空間
を、被焼却物を直接に焼却処理する一次燃焼領域１に構
成し、さらに上方空間を、燃焼ガスを完全燃焼させる二
次燃焼領域２に構成して、該領域２の下流側の空間に燃
焼排ガスの熱エネルギーを回収する廃熱ボイラ６を設け
て燃焼により生じた熱量を発電装置１１に供する一方、
さらに下流につながる排ガス路７から煙突１０に至る流
路途中に設けたバグフィルタ８、洗煙装置９等でなる排
ガス処理装置を設けてある。
上方に往復移動する可動の火格子を交互に配して被焼却
物を乾燥させる乾燥帯Ｌ、燃焼させる燃焼帯Ｍ、灰化処
理する後燃焼帯Ｎからなる焼却処理帯をそれぞれ独立に
速度調節自在に構成してある。ストーカ５の上方空間
を、被焼却物を直接に焼却処理する一次燃焼領域１に構
成し、さらに上方空間を、燃焼ガスを完全燃焼させる二
次燃焼領域２に構成して、該領域２の下流側の空間に燃
焼排ガスの熱エネルギーを回収する廃熱ボイラ６を設け
て燃焼により生じた熱量を発電装置１１に供する一方、
さらに下流につながる排ガス路７から煙突１０に至る流
路途中に設けたバグフィルタ８、洗煙装置９等でなる排
ガス処理装置を設けてある。
【００１０】搬送手段５の下流側の側壁中央上部に、焼
却処理帯の一例である燃焼帯Ｍ（以下，単に「焼却処理
帯Ｍ」と称する）の下流側から燃焼状態を入力する撮像
手段２０としてのＣＣＤカメラを設け、その撮像手段２
０による入力画像データから前記焼却処理帯Ｍにおける
ゴミの燃焼状態を判断する画像処理手段２１を設けて燃
焼状態検出装置を構成してある。
却処理帯の一例である燃焼帯Ｍ（以下，単に「焼却処理
帯Ｍ」と称する）の下流側から燃焼状態を入力する撮像
手段２０としてのＣＣＤカメラを設け、その撮像手段２
０による入力画像データから前記焼却処理帯Ｍにおける
ゴミの燃焼状態を判断する画像処理手段２１を設けて燃
焼状態検出装置を構成してある。
【００１１】画像処理手段２１は、図２に示すように、
撮像手段２０から入力された画像データから平均輝度を
求め、その値に所定の係数（炉やカメラの取り付けによ
り適宜設定することができるが、例えばある種の焼却炉
では１．３が好ましい値となる）を掛け合わせた値で”
明（Ｗ）暗（Ｂ）”の二値化処理を行う。焼却処理帯Ｍ
での炎の左右の端点ａ，ｂから上方の炎の領域の輪郭
は、二値化処理された画像データを膨張収縮処理等によ
り輪郭部のノイズを除去した後に、”明（Ｗ）”を示す
画素を連続的に接続して輪郭ｃを抽出し、下方の炎の領
域の輪郭は、走査線の方向の画素を連続する複数画素毎
のグループＧ１，Ｇ２，・・・（画素数は特に限定する
ものではないが走査線方向に１０分割くらいが適当であ
る）に分割して、そのグループの画素のうち”明
（Ｗ）”を示す画素が予め決定された値（この値も適宜
設定できるが、例えば３０％）以上であれば、そのグル
ープで表される線分を輪郭線ｄの一部として抽出する処
理を端点ａからｂへと順番に実行して、輪郭線ａｄｂｃ
を定義する。上述の輪郭線ａｄｂｃの内部では、”暗
（Ｂ）”を示す領域と”明（Ｗ）”を示す領域との輪郭
ｅを定義していく。
撮像手段２０から入力された画像データから平均輝度を
求め、その値に所定の係数（炉やカメラの取り付けによ
り適宜設定することができるが、例えばある種の焼却炉
では１．３が好ましい値となる）を掛け合わせた値で”
明（Ｗ）暗（Ｂ）”の二値化処理を行う。焼却処理帯Ｍ
での炎の左右の端点ａ，ｂから上方の炎の領域の輪郭
は、二値化処理された画像データを膨張収縮処理等によ
り輪郭部のノイズを除去した後に、”明（Ｗ）”を示す
画素を連続的に接続して輪郭ｃを抽出し、下方の炎の領
域の輪郭は、走査線の方向の画素を連続する複数画素毎
のグループＧ１，Ｇ２，・・・（画素数は特に限定する
ものではないが走査線方向に１０分割くらいが適当であ
る）に分割して、そのグループの画素のうち”明
（Ｗ）”を示す画素が予め決定された値（この値も適宜
設定できるが、例えば３０％）以上であれば、そのグル
ープで表される線分を輪郭線ｄの一部として抽出する処
理を端点ａからｂへと順番に実行して、輪郭線ａｄｂｃ
を定義する。上述の輪郭線ａｄｂｃの内部では、”暗
（Ｂ）”を示す領域と”明（Ｗ）”を示す領域との輪郭
ｅを定義していく。
【００１２】輪郭線ａｄｂｃで囲まれた領域の”明
（Ｗ）”の領域の画素数（炎の面積に相当する）から、
予め定義されたテーブルデータに基づいて、燃焼劣化、
燃焼適正、燃焼過度のいずれであるかを判別して出力す
る。輪郭線ａｄｂｃで囲まれた領域の”暗（Ｂ）”の領
域の画素数（未燃ゴミ量に相当する）から、予め定義さ
れたテーブルデータに基づいて、ゴミ量が少、適正、多
のいずれであるかを判別して出力する。
（Ｗ）”の領域の画素数（炎の面積に相当する）から、
予め定義されたテーブルデータに基づいて、燃焼劣化、
燃焼適正、燃焼過度のいずれであるかを判別して出力す
る。輪郭線ａｄｂｃで囲まれた領域の”暗（Ｂ）”の領
域の画素数（未燃ゴミ量に相当する）から、予め定義さ
れたテーブルデータに基づいて、ゴミ量が少、適正、多
のいずれであるかを判別して出力する。
【００１３】上述の炎の状態とゴミ量とから燃焼状態が
以下のように判明する。 １．燃焼劣化、且つ、ゴミ量が少 ：ゴミ切れであり、
ゴミを至急に供給する必要がある。 ２．燃焼劣化、且つ、ゴミ量が適正：燃焼空気不足であ
り、空気供給量を増す必要がある。 ３．燃焼劣化、且つ、ゴミ量が多 ：ゴミ山盛りであ
り、ゴミの供給を減らし、空気供給量を増す必要があ
る。 ４．燃焼適正、且つ、ゴミ量が少 ：ゴミ不足であるが
ほぼ適正であり、現状維持かややゴミ供給量を増す。 ５．燃焼適正、且つ、ゴミ量が適正：適正であり現状維
持が好ましい。 ６．燃焼適正、且つ、ゴミ量が多 ：ゴミ過多であるが
ほぼ適正であり現状維持か、ややゴミ供給量を減らす。 ７．燃焼過度、且つ、ゴミ量が少 ：ゴミ量不足、燃焼
空気過剰であるが、間もなく温度は低下するであろう。 ８．燃焼過度、且つ、ゴミ量が適正：燃焼空気量過剰で
あり、空気供給量を減らす必要がある。 ９．燃焼過度、且つ、ゴミ量が多 ：ゴミ量過剰、燃焼
空気量過剰であり、共に減らす必要がある。
以下のように判明する。 １．燃焼劣化、且つ、ゴミ量が少 ：ゴミ切れであり、
ゴミを至急に供給する必要がある。 ２．燃焼劣化、且つ、ゴミ量が適正：燃焼空気不足であ
り、空気供給量を増す必要がある。 ３．燃焼劣化、且つ、ゴミ量が多 ：ゴミ山盛りであ
り、ゴミの供給を減らし、空気供給量を増す必要があ
る。 ４．燃焼適正、且つ、ゴミ量が少 ：ゴミ不足であるが
ほぼ適正であり、現状維持かややゴミ供給量を増す。 ５．燃焼適正、且つ、ゴミ量が適正：適正であり現状維
持が好ましい。 ６．燃焼適正、且つ、ゴミ量が多 ：ゴミ過多であるが
ほぼ適正であり現状維持か、ややゴミ供給量を減らす。 ７．燃焼過度、且つ、ゴミ量が少 ：ゴミ量不足、燃焼
空気過剰であるが、間もなく温度は低下するであろう。 ８．燃焼過度、且つ、ゴミ量が適正：燃焼空気量過剰で
あり、空気供給量を減らす必要がある。 ９．燃焼過度、且つ、ゴミ量が多 ：ゴミ量過剰、燃焼
空気量過剰であり、共に減らす必要がある。
【００１４】このように判断された燃焼状態、及び、そ
の時間的変動（例えば、”明（Ｗ）”の領域と”暗
（Ｂ）”の領域の面積比の推移）に基づいて、プッシャ
速度、ストーカ速度、燃焼用空気供給量等の燃焼に寄与
する制御因子を制御する。ここに、それら因子を制御す
る制御機構としては、一般にコンピュータを用いたＰＩ
Ｄ制御機構が採用できるが、ＰＩＤ制御機構以外にも適
用できる。
の時間的変動（例えば、”明（Ｗ）”の領域と”暗
（Ｂ）”の領域の面積比の推移）に基づいて、プッシャ
速度、ストーカ速度、燃焼用空気供給量等の燃焼に寄与
する制御因子を制御する。ここに、それら因子を制御す
る制御機構としては、一般にコンピュータを用いたＰＩ
Ｄ制御機構が採用できるが、ＰＩＤ制御機構以外にも適
用できる。
【００１５】以下に別実施例を説明する。入力画像デー
タの炎と判別される明領域（Ｗ）の面積とその明領域
（Ｗ）の外輪郭内に存在する暗領域（Ｂ）の面積との関
係、の他に、さらに、前記明領域の下端位置から判別さ
れる燃切位置との関係をも考慮して焼却炉の燃焼状態検
出装置を構成することもできる。
タの炎と判別される明領域（Ｗ）の面積とその明領域
（Ｗ）の外輪郭内に存在する暗領域（Ｂ）の面積との関
係、の他に、さらに、前記明領域の下端位置から判別さ
れる燃切位置との関係をも考慮して焼却炉の燃焼状態検
出装置を構成することもできる。
【００１６】例えば、燃切位置が燃焼中のゴミ量が少な
い上流側にあれば、入力された画像データの輝度が小さ
く、燃切位置が燃焼中のゴミ量が多い下流側にあれば、
入力された画像データの輝度が大きくなる傾向を利用し
て、画像データの明暗の閾値を燃切位置が下流側ほど高
く設定することにより、炎の中に認められる未燃ゴミの
程度を燃切位置の違いにかかわらず確実に検出できる。
い上流側にあれば、入力された画像データの輝度が小さ
く、燃切位置が燃焼中のゴミ量が多い下流側にあれば、
入力された画像データの輝度が大きくなる傾向を利用し
て、画像データの明暗の閾値を燃切位置が下流側ほど高
く設定することにより、炎の中に認められる未燃ゴミの
程度を燃切位置の違いにかかわらず確実に検出できる。
【００１７】例えば、上述の１．から９．の判断に燃切
位置を加えることにより、新たなセンサを設けなくと
も、さらに詳細な燃焼状態が把握でき、これによりプッ
シャ速度、ストーカ速度、燃焼用空気供給量等の燃焼に
寄与する制御因子を、より適切に制御できる。
位置を加えることにより、新たなセンサを設けなくと
も、さらに詳細な燃焼状態が把握でき、これによりプッ
シャ速度、ストーカ速度、燃焼用空気供給量等の燃焼に
寄与する制御因子を、より適切に制御できる。
【００１８】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。
【図１】画像処理の説明図
【図２】フローチャート
【図３】焼却炉の概略構成図
２０ 撮像手段 Ｍ 焼却処理帯 Ｂ 暗領域 Ｗ 明領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−36612（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F23G 5/50
Claims (2)
- 【請求項１】 焼却処理帯（Ｍ）の下流側から燃焼状態
を入力する撮像手段（２０）を設け、その撮像手段（２
０）による入力画像データから前記焼却処理帯（Ｂ）に
おけるゴミの燃焼状態を判断するゴミ焼却炉の燃焼状態
検出装置であって、 前記入力画像データの炎と判別される明領域（Ｗ）の面
積と、その明領域（Ｗ）の外輪郭内に存在する暗領域
（Ｂ）の面積との関係から燃焼状態を判断する焼却炉の
燃焼状態検出装置。 - 【請求項２】 ストーカ搬送式の焼却処理帯（Ｍ）の下
流側から燃焼状態を入力する撮像手段（２０）を設け、
その撮像手段（２０）による入力画像データから前記焼
却処理帯（Ｂ）におけるゴミの燃焼状態を判断するゴミ
焼却炉の燃焼状態検出装置であって、 前記入力画像データの炎と判別される明領域（Ｗ）の面
積とその明領域（Ｗ）の外輪郭内に存在する暗領域
（Ｂ）の面積との関係、及び、前記明領域の下端位置か
ら判別される燃切位置との関係から燃焼状態を判断する
焼却炉の燃焼状態検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6503893A JP2788387B2 (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 焼却炉の燃焼状態検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6503893A JP2788387B2 (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 焼却炉の燃焼状態検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06272844A JPH06272844A (ja) | 1994-09-27 |
| JP2788387B2 true JP2788387B2 (ja) | 1998-08-20 |
Family
ID=13275399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6503893A Expired - Fee Related JP2788387B2 (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 焼却炉の燃焼状態検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2788387B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020143802A (ja) * | 2019-03-04 | 2020-09-10 | 日立造船株式会社 | 情報処理装置、焼却制御装置、情報処理方法、および情報処理プログラム |
-
1993
- 1993-03-24 JP JP6503893A patent/JP2788387B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020143802A (ja) * | 2019-03-04 | 2020-09-10 | 日立造船株式会社 | 情報処理装置、焼却制御装置、情報処理方法、および情報処理プログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06272844A (ja) | 1994-09-27 |
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