JP2003004435A - ごみ堆積状況検出システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ごみピット内に堆積している焼却用ごみの乾
燥度合を客観的に正確に判断し、常に最適な状態で焼却
炉でごみを焼却処理するようにする。 【解決手段】 ごみ収集車１６が収集した焼却用ごみを
ごみ計量機１４で計量してごみピット１０内に投入され
る。クレーン本体部２１に設けられたごみ堆積状況検出
センサ群２２のスキャニング式レーザレーダを用いてご
みピット１０内のごみ表面全体を走査することにより、
ごみ表面の三次元形状を計測し、ごみの堆積を算出す
る。ごみの重量と体積からみせかけのごみの比重を計算
し、時間経過に伴うごみの比重変化に基づいて、ごみの
乾燥度合を客観的に推測するようにする。ごみの比重変
化に伴うごみの乾燥度合からごみの焼却時期の適否を判
断して、焼却炉２８へごみを投入することにより、焼却
処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ごみ堆積状況検出
システムに係り、更に詳しくは、焼却用ごみを焼却処分
する前に一時堆積させておくごみピット内のごみの堆積
状況を検出するごみ堆積状況検出システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のごみ焼却処理施設には、収集して
きた焼却用のごみを焼却処分する前に、一旦ためておく
ごみピットが設けられている。このごみピットでは、投
入された焼却用ごみの中に生ごみ等が混在しているた
め、一定期間堆積させておくことで水分を抜き、ある程
度ごみが乾燥した時点で焼却炉へ移すことにより、ごみ
を効率良く高温で焼却することが可能となる。このよう
に、ごみを高温で焼却処理できるようになると、現在問
題となっているダイオキシン等の発生が低く抑えられる
という利点がある。図８は、従来のごみ焼却処理施設に
おけるごみピットの構造を説明する斜視図である。図８
に示したごみピット１００内には、不図示のごみ収集車
などで収集された焼却用ごみ１０２がプラットホームの
投入口１０４から投入され、堆積している。この焼却用
ごみ１０２は、ごみピット１００内に一定期間堆積させ
ておくことにより、内部の水分がごみピット１００の下
部から白抜き矢印Ｇのように徐々に抜けてゆき、ごみが
ある程度乾燥した時点で、ごみクレーン１０６を使って
不図示の焼却炉へごみを搬送するごみ投入ホッパ１１２
へ投入される。ごみクレーン１０６は、ここではごみピ
ット１００内を奥行き方向（図中では矢印Ｙ方向）の移
動を可能とするレール１１０と、奥行き方向と直交する
幅方向（図中では矢印Ｘ方向）の移動を可能とするレー
ル１０８が設けられて、水平方向に自在に移動可能であ
る。また、ごみクレーン１０６は、クレーンのワイヤの
巻き上げ等により、上下動および開閉動作が可能である
ため、ごみピット１００内の所望の位置にある焼却用ご
み１０２を掴んで運搬し、ごみ投入ホッパ１１２へ投入
することができる。従来は、焼却用ごみ１０２に含まれ
る水分を抜いてごみをある程度乾燥させるため、最低２
日間はごみピット１００内で堆積させて寝かせ、水分が
抜けてごみの体積が減少する度合などをごみピット１０
０の監視窓１１６からオペレータが見ながら、経験と勘
により焼却する時期を判断していた。このごみ体積の減
少度合は、図８のごみピット１００内の壁面に描かれて
いる高さ目盛り１１４を基準として、オペレータが目測
で行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のごみピットでは、焼却用ごみの堆積状況を把
握するため、ごみピット１００内の壁面に描かれた高さ
目盛り１１４を基準として大体の体積を割り出し、水分
の抜け具合を推測するという主観的な方法を用いている
ため、ごみを常に最適な状態で焼却処理することができ
ないという問題があった。特に、上記した主観的な方法
では、オペレータ個人の経験や勘に頼る割合が大きいた
め、オペレータによって焼却時期の判断が異なる上、客
観的なデータに基づいていないことから、いくら経験を
積み重ねてもどのような状態がごみの最適焼却時期であ
るかが判らないという問題があった。さらに、図８に示
すように、ごみピット１００内の壁面に描かれた高さ目
盛り１１４を基準としてごみの体積を割り出す際に、焼
却用ごみ１０２の表面が均一に均されていれば比較的正
確に割り出すことができるが、ごみピット１００内に堆
積したごみ表面は凸凹があるのが普通であり、目測で判
断することから正確性に欠けるという問題があった。本
発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ごみピ
ット内に投入され堆積している焼却用ごみの乾燥度合を
客観的に正確に判断し、常に最適な状態で焼却炉へ投入
できるようにごみの堆積状況を検出することで、ごみを
高温で効率的に焼却処理することが可能となり、有害物
質をできるだけ排出しないようにすることができるごみ
堆積状況検出システムを提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、焼却用ごみを焼却処分する前に一時堆積させておく
ごみピット内のごみの堆積状況を検出するごみ堆積状況
検出システムであって、前記ごみピット内に堆積したご
み表面の三次元形状を計測する三次元形状計測手段と、
前記三次元形状計測手段で計測したごみ表面の三次元形
状を画像表示する三次元画像表示手段と、を備えている
ことを特徴とする。これによれば、三次元形状計測手段
によりごみピット内に堆積したごみ表面の三次元形状を
計測し、三次元画像表示手段に三次元形状計測手段で計
測したごみ表面の三次元形状を画像表示するようにした
ため、オペレータはごみピット内に堆積した焼却用ごみ
の表面形状を正確に把握することが可能となり、ごみク
レーン操作などをする際に、ごみピットの監視窓から見
えない位置にあるごみでも、正確にクレーンを操作して
掴むことができる。

【０００５】請求項２に記載の発明は、焼却用ごみを焼
却処分する前に一時堆積させておくごみピット内のごみ
の堆積状況を検出するごみ堆積状況検出システムであっ
て、前記ごみピット内のごみの重量を計測する重量計測
手段と、前記ごみピット内に堆積したごみ表面の三次元
形状を計測する三次元形状計測手段と、前記三次元形状
計測手段で計測したごみ表面の三次元形状から堆積した
ごみの体積を演算すると共に、前記重量計測手段で計測
したごみの重量に基づいてごみピット内のごみの質量を
演算する演算手段と、前記演算手段により求めたごみの
質量から前記ごみピット内のごみの乾燥度合いを推測す
る推測手段と、を備えていることを特徴とする。これに
よれば、重量計測手段によってごみピット内のごみの重
量を計測し、三次元形状計測手段によりごみピット内に
堆積したごみ表面の三次元形状を計測し、演算手段によ
り三次元形状計測手段で計測したごみ表面の三次元形状
から堆積したごみの体積を演算したり、重量計測手段で
計測したごみの重量に基づいてごみピット内のごみの質
量を演算し、推測手段により演算手段で求めたごみの質
量からごみピット内のごみの乾燥度合いを推測するよう
にしたため、客観的なデータに基づいてごみピット内に
堆積したごみの乾燥度合を把握することが可能となり、
常にごみを焼却炉で効率良く高温で焼却して、有害物質
の排出を抑えることができる。請求項３に記載の発明
は、請求項１または２に記載のごみ堆積状況検出システ
ムにおいて、前記三次元形状計測手段は、前記ごみピッ
ト内の上方から堆積したごみの表面へ電磁波を照射し、
その反射状況から堆積したごみ表面の各地点までの距離
を計ることによりごみ表面の三次元形状を計測すること
を特徴とする。これによれば、三次元形状計測手段がご
みピット内の上方から堆積したごみの表面へ電磁波を照
射し、その反射状況から堆積したごみ表面の各地点まで
の距離を計ることで、ごみ表面の三次元形状を計測する
ようにしたため、非接触かつ迅速に広大なごみ表面の三
次元形状を正確に把握することができる。請求項４に記
載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載のごみ堆
積状況検出システムにおいて、前記三次元形状計測手段
は、前記ごみピット内を水平方向に自在に移動可能な移
動手段に設置されていることを特徴とする。これによれ
ば、三次元形状計測手段がごみピット内を水平方向に自
在に移動可能な移動手段に設置されているため、この移
動手段によりごみピット内の所望の位置へ三次元形状計
測手段を移動させることにより、ごみ表面の全部の三次
元形状を正確に計測することができる。

【０００６】請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の
何れか一項に記載のごみ堆積状況検出システムにおい
て、前記三次元形状計測手段は、少なくとも前記ごみピ
ット内の奥行き方向に移動可能であって、前記堆積した
ごみの表面に向けて照射する電磁波を奥行き方向と直交
する方向へ走査させる走査手段と、前記三次元形状計測
手段の奥行き方向位置を検出する位置検出手段と、をさ
らに備え、前記ごみピット内に堆積したごみ表面全体に
電磁波を照射してごみ表面の三次元形状を計測すること
を特徴とする。これによれば、三次元形状計測手段は、
少なくともごみピット内の奥行き方向に移動可能であっ
て、走査手段により堆積したごみの表面に向けて照射す
る電磁波を奥行き方向と直交する方向へ走査させ、位置
検出手段により三次元形状計測手段の奥行き方向位置を
検出し、ごみピット内に堆積したごみ表面全体に電磁波
を照射してごみ表面の三次元形状を計測するようにした
ため、ごみピット内に堆積したごみ表面全面に電磁波を
照射することが可能となり、ごみ表面の三次元形状を正
確に計測することができる。請求項６に記載の発明は、
焼却用ごみを焼却処分する前に一時堆積させておくごみ
ピット内のごみの堆積状況を検出するごみ堆積状況検出
システムであって、前記ごみピット内に堆積したごみ表
面の温度分布を測定する温度分布測定手段と、前記温度
分布測定手段で測定したごみ表面の温度分布状態を画像
表示する温度分布画像表示手段と、を備えていることを
特徴とするごみ堆積状況検出システム。これによれば、
温度分布測定手段によりごみピット内に堆積したごみ表
面の温度分布を測定し、温度分布画像表示手段により温
度分布測定手段で測定したごみ表面の温度分布状態を画
像表示するようにしたため、ごみピット内に堆積したご
みが時間が経過するにつれて内部で自然発酵して温度が
上昇する蓋然性が高いことから、画像表示された温度分
布に基づいてごみの堆積時間の長短を部分的に判別し
て、温度が高く堆積時間の長い部分ではごみの水分が抜
けて乾燥していると思われるので、その部分のごみを優
先的に焼却炉へ投入することで、効率的に焼却処理する
ことができる。

【０００７】請求項７に記載の発明は、請求項１〜５の
何れか一項に記載のごみ堆積状況検出システムにおい
て、前記請求項６に記載の温度分布測定手段と温度分布
画像表示手段とをさらに備えていることを特徴とする。
これによれば、請求項１〜５の何れかに記載のごみ堆積
状況検出システムに、請求項６の温度分布測定手段と温
度分布画像表示手段とをさらに具備するため、ごみ表面
の三次元形状、そこから求められる体積や比重に基づい
てごみピット内のごみ全体の乾燥度合を把握すると共
に、部分的なごみの乾燥度合をも把握可能となり、両方
の把握内容を利用することで、より効率的に焼却炉でご
みを焼却するための時期や焼却順序（ごみの搬送順序）
を客観的かつ正確に把握することができる。請求項８に
記載の発明は、請求項１〜７の何れか一項に記載のごみ
堆積状況検出システムにおいて、前記三次元形状計測手
段、前記位置検出手段、および前記温度分布測定手段の
少なくとも１つから得られたデータを無線で送受信可能
な無線送受信手段をさらに備え、前記ごみピットから離
れた場所で画像をモニタしたり演算処理を行うことを特
徴とする。これによれば、無線送受信手段によって三次
元形状計測手段、位置検出手段、および温度分布測定手
段の少なくとも１つから得られたデータを無線で送受信
できるようにしたため、ごみピットから離れた場所で受
信データを処理して、処理画像をモニタしたり、演算処
理することにより、ごみの乾燥度合などの堆積状況を客
観的かつ正確に把握することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明する。本実施の形態では、スキ
ャニング式レーザレーダ、放射温度計、およびレーザ距
離計などを１つにまとめ、水平方向に移動可能なごみク
レーンの一部に設置し、ごみピット内で堆積されたごみ
の堆積状況を検出可能としたごみ堆積状況検出システム
を一例としてあげることにする。図１は、本実施の形態
に係るごみ堆積状況検出システムが設置されたごみ焼却
処理施設の概略構成を説明する断面図である。図１に示
したごみ焼却処理施設は、ごみピット１０内に焼却用ご
み１２を堆積させて、一定期間寝かせておくことで、焼
却用ごみ１２の内部に含まれている水分が排水３４とな
ってごみピット排水貯留槽３２に溜まる。ごみピット１
０内には、ごみ収集車１６が収集した焼却用ごみをプラ
ットホーム１８の投入口から白抜き矢印Ａのように順次
投入することによって堆積させる。上記したごみ収集車
１６がプラットホーム１８に入る手前には、ごみを積ん
だ状態でごみ収集車１６の重量を計量し、そこからごみ
収集車１６の重量を差し引いて、ごみピット１０内へ投
入するごみの重量を計測する重量計測手段としてのごみ
計量機１４が設けられている。ごみピット１０の上部に
は、ごみを掴んで堆積位置を変えたり、後述する焼却炉
２８でごみを焼却するためにごみ投入ホッパ２４へ投入
するごみクレーン２０が水平方向に自在に移動可能なよ
うに設置されている。すなわち、図１のごみクレーン２
０は、クレーン本体部２１が図の奥行き方向に伸びる左
右のレール２３上に可動に設置されていてると共に、ク
レーン本体部２１にはさらに図の左右方向に伸びる不図
示のレールが刻まれ、このレールに沿ってごみクレーン
２０が左右方向に移動可能である（移動手段）。このよ
うに構成されているため、ごみクレーン２０は、ごみピ
ット１０内を水平方向に自在に移動することができる。
また、ごみクレーン２０は、吊るされているワイヤを巻
き取ったり、このワイヤの動きを利用してごみを掴んだ
り、放したりする掌握動作が行えるようになっている。
本実施の形態におけるごみ堆積状況検出センサ群２２
は、上記したごみクレーン２０のクレーン本体部２１に
取り付けられ、ごみクレーン２０と共に水平移動するよ
うに構成されている。本実施の形態のごみ堆積状況検出
センサ群２２は、後で詳細に説明するが、焼却用ごみ１
２の表面の三次元形状を計測する三次元計測手段として
のスキャニング式レーザレーダと、焼却用ごみ１２の表
面の温度分布を測定する温度分布測定手段としての放射
温度計と、上記したスキャニング式レーザレーダのごみ
ピット１０内の奥行き方向位置を検出する位置検出手段
としてのレーザ距離計などで構成されており、個別に、
あるいは、１つにまとめて耐振保護ケースに納められて
いる。この耐振保護ケースは、ごみクレーン２０の運用
時に外部から加わる原動機回転時の微振動、走行スター
ト、停止時に加わる衝撃が上記した精密機器の正常な動
作に悪影響が及ぶのを防止するために、少なくとも精密
機器の主要部分を耐振、耐衝撃を施した特殊ケースに収
納することにより、内部機器の動作を保証するようにし
たものである。ごみピット１０内の焼却用ごみ１２は、
堆積中に水分が抜けて適度な乾燥状態になると、ごみク
レーン２０によって堆積した焼却用ごみ１２を掴んで持
ち上げ（白抜き矢印Ｂ）、ごみ投入ホッパ２４へ投入さ
れる（白抜き矢印Ｃ）。ごみ投入ホッパ２４に投入され
たごみは、給じん装置２６でごみ袋を破って一定量のご
みを連続して焼却炉２８へ送り（白抜き矢印Ｄ）、焼却
処理される。ここでは、焼却炉２８でごみを焼却する際
の廃熱を利用する廃熱ボイラ３０が併設されている。

【０００９】図２は、本実施の形態のごみ堆積状況検出
センサ群２２が設けられたごみピット１０内のクレーン
本体部２１を示す図である。図２において、図１と同一
物または相当物には同一符号を付して説明を省略する。
図２に示すように、ごみ堆積状況検出センサ群２２のス
キャニング式レーザレーダは、ごみピット１０の幅方向
（図２の左右方向）にレーザビーム３１を走査しながら
焼却用ごみ１２の表面を照射し、その反射光から焼却用
ごみ１２の各位置までの距離を計ることにより、図２に
示すような堆積した焼却用ごみ１２の断面形状を計測す
ることができる。このスキャニング式レーザレーダは、
上記したように、レーザビーム３１を走査しながらクレ
ーン本体部２１を徐々にごみピット１０の奥行き方向に
移動させていくことにより、堆積したごみ表面の三次元
形状を計測することができる。ここでは、レーザビーム
３１を走査するスキャニング式レーザレーダを用いた
が、必ずしもこれに限るものではなく、スポットのレー
ザビームをマトリクス状に配置して、各エリア毎に三次
元形状を計測するようにしたり、スリット状のレーザビ
ームをごみ表面に投射して、別の角度から見たスリット
状のレーザビームのうねり具合を計算することにより三
次元形状を計測するなど、種々の計測手段を採用するこ
とが可能である。

【００１０】図３は、本実施の形態のごみ堆積状況検出
センサ群２２で用いているスキャニング式レーザレーダ
２２２の概略構成図である。スキャニング式レーザレー
ダ２２２は、緑色のレーザビームを投射するレーザ４０
と、そのレーザビームを一定速度で矢印Ｅ方向に回転す
るポリゴンミラー４２に投射することにより、一定の走
査角度の範囲内でレーザビーム３１を矢印Ｆ方向に繰り
返し走査させることができる。ここでは、レーザ出力と
してクラス１、あるいはクラス２を用いて実施すること
が可能である。図４は、本実施の形態のごみ堆積状況検
出センサ群２２を構成するスキャニング式レーザレーダ
２２２のごみピット１０内の奥行き方向位置を検出する
レーザ距離計の説明図である。図４において、図１と同
一物または相当物には同一符号を付して説明を省略す
る。図４に示すように、クレーン本体部２１には、レー
ザ距離計２２４が配置されていて、レーザスポット光４
６を基準板４４に向けて照射し、その反射光から基準板
４４までの距離Ｌを計測することにより、ごみピット１
０の奥行き方向位置を検出することができる。位置検出
手段は、上記したレーザ距離計に限定されるものではな
く、ごみクレーン２０の走行位置データとして、ロータ
リエンコーダを用いて、パルスをカウントすることによ
りごみクレーン２０のＸ軸方向とＹ軸方向の位置（ごみ
堆積状況検出センサ群２２の位置）を検出するようにし
ても良い。これにより、ごみピット内に堆積している焼
却用ごみ１２の表面の三次元形状を正確に計測すること
ができる。

【００１１】図５は、本実施の形態のごみ堆積状況検出
センサ群２２を構成する焼却用ごみ１２の表面の温度分
布を測定する放射温度計２２６の外観図である。図５に
示すように、放射温度計２２６は、本体部５０とセンサ
ヘッド５２などで構成されていて、対象物（ここでは堆
積した焼却用ごみ１２）が温度に応じた熱放射を行って
いることを利用し、対象物の温度を測定する温度センサ
である。この放射温度計２２６のセンサヘッド５２は、
ごみ表面の測定したい地点に向け、その地点からの熱放
射を測定することで温度が測定され、その測定された温
度は、本体部５０の測定温度表示部に表示される。この
ため、センサヘッド５２を上記したスキャニング式レー
ザレーダ２２２のような走査機構を用いて走査できるよ
うにすれば、温度測定地点をごみ表面全体に広げること
が可能となり、ごみ表面の温度分布を測定することがで
きる。図６は、スキャニング式レーザレーダを用いた場
合の測定対象物の反射率に対する測定可能距離を示した
線図であり、縦軸が反射率（％）、横軸が測定可能距離
（ｍ）を示している。このスキャニング式レーザレーダ
は、反射型レーザスキャナ（ＬＭＳ）であって、レーザ
光のパルスの伝播時間（Time of flight）を計測するこ
とにより動作する。つまり、光のパルスが発射されてか
ら、物体（ここでは、焼却用ごみ）の表面で反射されて
帰ってくるまでの時間が、光源と物体の間の距離に正比
例することを利用して距離測定が行われる。レーザ光の
パルスは、内部のポリゴンミラー４２に反射されて、広
いエリアを走査し、反射型レーザスキャナ（ＬＭＳ）に
より距離測定の高速シーケンスを使ったスキャンで対象
物の輪郭を割り出すことができる。測定データは、シリ
アルインタフェース経由でリアルタイムに評価が可能で
ある。図３に示したスキャニング式レーザレーダ２２２
により対象物を確実に認識するためには、測定対象物の
反射率が最低でも５％が必要となるが、例えば、無光沢
黒色ボール紙が１０％、グレーボール紙が２０％、木材
（汚れた松の生木）が４０％、ポリビニールカーボネー
ト（グレー）が５０％、あるいは無光沢白色紙が８０％
というように、殆どの対象物の反射率が５％を越える反
射率を持っているため、焼却用ごみは充分に測定対象物
となりうる。さらに、図６に示すように、対象物の反射
率が５％を越えて大きくなると測定可能距離が伸びるこ
とから、高さのある大きなごみピット内でも十分に距離
測定を行うことが可能となり、ごみ表面の輪郭を正確に
割り出すことができる。

【００１２】図７は、本実施の形態におけるごみ堆積状
況検出システムの全体構成図である。図７に示したごみ
堆積状況検出システムは、ごみ堆積状況検出センサ群２
２と、そこで検出された測定データがワイヤレス伝送装
置送側６０からアンテナ６２を介して無線送信され、他
方のアンテナ６６を介してワイヤレス伝送装置受側６４
で受信されＲＳ−２３２Ｃケーブルを介してパーソナル
コンピュータ６８内でデータが処理され、ディスプレイ
上にその処理結果が画像表示される。ごみ堆積状況検出
センサ群２２は、上述したレーザ４０から投射されるレ
ーザビームを回転するポリゴンミラー４２に投射して、
走査角度の範囲内で対象物までの距離を測定するスキャ
ニング式レーザレーダ２２２と、そのスキャニング式レ
ーザレーダ２２２のごみピット１０内の奥行き方向位置
を検出するレーザ距離計２２４と、本体部５０とセンサ
ヘッド５２から成り焼却用ごみ１２の表面の温度分布を
測定する放射温度計２２６とで構成されている。各部で
測定された測定データはＲＳ−２３２Ｃケーブルなどを
介して上記したようにワイヤレス伝送装置送側６０に送
られて無線送信される。

【００１３】次に、本実施の形態のごみ堆積状況検出シ
ステムの動作を説明する。まず、図１に示すように、ご
み収集車１６が焼却用ごみを収集してくると、ごみ収集
車１６をごみ計量機１４で計量し、車両重量を差し引く
ことで、ごみピット１０内に投入するごみの重量が判
る。計量されたごみは、プラットホーム１８から白抜き
矢印Ａ方向にごみピット１０内へ投入されて、一定量に
なるまで堆積させる。その間、クレーンマンがごみクレ
ーン２０を使ってごみピット１０内のごみの位置を適宜
移動させ、一ヶ所に集中しないようにする。ごみクレー
ン２０のクレーン本体部２１に設けられたごみ堆積状況
検出センサ群２２のうち、スキャニング式レーザレーダ
２２２を用いてごみピット１０内のごみ表面全体を走査
することによりごみ表面の断面輪郭形状が測定され、さ
らにこの断面輪郭形状の測定をクレーン本体部２１を図
１の奥行き方向に徐々に移動しながら行うことで、堆積
したごみ表面の三次元形状を計測することができる。そ
の際、スキャニング式レーザレーダ２２２の奥行き方向
の位置は、レーザ距離計２２４を用いて計測しているた
め、ごみ表面の三次元形状を正確に計測することができ
る。これらの計測データは、図７のＲＳ−２３２Ｃを介
してワイヤレス伝送装置送側６０に送られ、アンテナ６
２を介して無線送信され、クレーンマンの居る操作室の
アンテナ６６を介してワイヤレス伝送装置受側６４で受
信され、パーソナルコンピュータ６８のハードディスク
（ＨＤ）逐次書き込んでゆき、ごみピット全域の測定が
終了した後に、全データの読み込み演算が開始され、計
測データが処理される。ここでは、堆積したごみ表面の
三次元形状の測定データを演算処理することにより三次
元形状のグラフィック化（３Ｄ画像の生成）が行われ、
これをパーソナルコンピュータ６８のディスプレイに表
示することで、クレーンマンがこれまで死角で見えなか
った部分のごみ表面形状が明瞭になり、この３Ｄ画像を
見ながら正確にクレーン操作を行うことが可能になる。

【００１４】また、本実施の形態では、計測した三次元
形状に基づいてごみピット１０内に堆積しているごみ全
体の体積を正確に計算することができる。そして、ごみ
ピット１０内に投入されたごみの重量は、ごみ計量機１
４で計量されているため、ごみの重量と体積から、ごみ
ピット１０内に堆積しているごみの見せかけの比重を算
出することができる。このごみの見せかけの比重計算を
定期的に行うことによって、ごみの中から水分が抜けて
見せかけの比重が変化する過程で、ごみの乾燥度合を推
測し、一定程度の比重変化が起こった場合にごみの乾燥
度合が焼却に適した状態となるという経験則に基づいて
焼却時期の適否を判断するようにしている。この焼却時
期の適否の判断（推測手段）は、パーソナルコンピュー
タ６８にデータを蓄積する過程で修正を行い、見せかけ
の比重とごみの乾燥度合との関係を客観化することによ
り正確性を向上させる。このごみの乾燥度合からは、さ
らにごみ焼却時における発生熱量を予測することも可能
である。また、本実施の形態では、上記したようにごみ
表面の三次元形状を計測すると共に、放射温度計２２６
のセンサヘッド５２をごみ表面全体に向けて走査するこ
とにより、ごみ表面の温度分布を測定することができ
る。この測定結果についても上記例と同様に、図７の本
体部５０からワイヤレス伝送装置送側６０に送られ、ア
ンテナ６２を介して無線送信され、アンテナ６６を介し
てワイヤレス伝送装置受側６４で受信され、パーソナル
コンピュータ６８で測定データが処理される。ここで測
定されたごみ表面の温度分布は、ごみが堆積してから時
間がある程度経過すると、ごみが自然発酵するなどして
自発熱を発生するため、堆積時間の長い場所程温度が高
くなる傾向にある。本実施の形態では、このことを利用
してごみ表面の温度分布を測定し、温度が比較的高い部
分のごみは堆積してから時間が経過しているため、ごみ
の中に含まれる水分が抜けている蓋然性が高く、その分
ごみの乾燥度合も高いと推測される。このため、ごみ表
面の温度分布を測定することにより、ごみピット１０内
のどの位置にあるごみを優先的に焼却処理すればよいか
がある程度推測可能となる。上記したみせかけの比重計
算では、ごみピット内のごみ全体の焼却時期を考慮する
ものであるが、ごみ表面の温度分布の測定は、さらに同
じごみピット内のごみの焼却処理時期を部分的に判別す
ることが可能になる。

【００１５】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、ごみ堆積状況検出システムを用いることにより、ご
みピット内に投入され堆積された焼却用ごみの表面形状
を３Ｄ画像で見ることができるため、ごみクレーンの操
作を容易に行うことができる。また、本実施の形態によ
れば、スキャニング式レーザレーダを用いてごみ表面の
三次元形状を求めて正確な体積を算出し、予め計量した
ごみ重量と共にみせかけの比重計算を行うことにより、
ごみの乾燥度合をある程度客観的に把握することができ
るため、ごみの最適な焼却処理時期を的確に判断するこ
とができ、その結果、乾燥したごみを焼却することから
高温で焼却可能となり、ダイオキシン等の有害物質の発
生を低く抑えることができる利点がある。さらに、堆積
したごみ表面の温度分布を測定することにより、ごみピ
ット内に堆積しているどの場所にあるごみの乾燥度合が
高いかを判別することが可能となり、焼却処理するごみ
の順序も考慮することができるため、より効率的にごみ
を焼却処理することができる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、三次元形状計測手段によりごみピット内
に堆積したごみ表面の三次元形状を計測し、三次元画像
表示手段に三次元形状計測手段で計測したごみ表面の三
次元形状を画像表示するようにしたので、オペレータは
ごみピット内に堆積した焼却用ごみの表面形状を正確に
把握することが可能となり、ごみクレーン操作などをす
る際に、ごみピットの監視窓から見えない位置にあるご
みでも、正確にクレーンを操作して掴むことができる。
請求項２に記載の発明によれば、重量計測手段によって
ごみピット内のごみの重量を計測し、三次元形状計測手
段によりごみピット内に堆積したごみ表面の三次元形状
を計測し、演算手段により三次元形状計測手段で計測し
たごみ表面の三次元形状から堆積したごみの体積を演算
したり、重量計測手段で計測したごみの重量に基づいて
ごみピット内のごみの質量を演算し、推測手段により演
算手段で求めたごみの質量からごみピット内のごみの乾
燥度合いを推測するようにしたので、客観的なデータに
基づいてごみピット内に堆積したごみの乾燥度合を把握
することが可能となり、常にごみを焼却炉で効率良く高
温で焼却して、有害物質の排出を抑えることができる。
請求項３に記載の発明によれば、三次元形状計測手段が
ごみピット内の上方から堆積したごみの表面へ電磁波を
照射し、その反射状況から堆積したごみ表面の各地点ま
での距離を計ることで、ごみ表面の三次元形状を計測す
るようにしたので、非接触かつ迅速に広大なごみ表面の
三次元形状を正確に把握することができる。請求項４に
記載の発明によれば、三次元形状計測手段がごみピット
内を水平方向に自在に移動可能な移動手段に設置されて
いるので、この移動手段によりごみピット内の所望の位
置へ三次元形状計測手段を移動させることにより、ごみ
表面の全部の三次元形状を正確に計測することができ
る。請求項５に記載の発明によれば、三次元形状計測手
段は、少なくともごみピット内の奥行き方向に移動可能
であって、走査手段により堆積したごみの表面に向けて
照射する電磁波を奥行き方向と直交する方向へ走査さ
せ、位置検出手段により三次元形状計測手段の奥行き方
向位置を検出し、ごみピット内に堆積したごみ表面全体
に電磁波を照射してごみ表面の三次元形状を計測するよ
うにしたので、ごみピット内に堆積したごみ表面全面に
電磁波を照射することが可能となり、ごみ表面の三次元
形状を正確に計測することができる。

【００１７】請求項６に記載の発明によれば、温度分布
測定手段によりごみピット内に堆積したごみ表面の温度
分布を測定し、温度分布画像表示手段により温度分布測
定手段で測定したごみ表面の温度分布状態を画像表示す
るようにしたので、ごみピット内に堆積したごみが時間
が経過するにつれて内部で自然発酵して温度が上昇する
蓋然性が高いことから、画像表示された温度分布に基づ
いてごみの堆積時間の長短を部分的に判別して、温度が
高く堆積時間の長い部分ではごみの水分が抜けて乾燥し
ていると思われるので、その部分のごみを優先的に焼却
炉へ投入することで、効率的に焼却処理することができ
る。請求項７に記載の発明によれば、請求項１〜５の何
れかに記載のごみ堆積状況検出システムに、請求項６の
温度分布測定手段と温度分布画像表示手段とをさらに具
備するようにしたので、ごみ表面の三次元形状、そこか
ら求められる体積や比重に基づいてごみピット内のごみ
全体の乾燥度合を把握すると共に、部分的なごみの乾燥
度合をも把握可能となり、両方の把握内容を利用するこ
とで、より効率的に焼却炉でごみを焼却するための時期
や焼却順序（ごみの搬送順序）を客観的かつ正確に把握
することができる。請求項８に記載の発明によれば、無
線送受信手段によって三次元形状計測手段、位置検出手
段、および温度分布測定手段の少なくとも１つから得ら
れたデータを無線で送受信できるようにしたので、ごみ
ピットから離れた場所で受信データを処理して、処理画
像をモニタしたり、演算処理することにより、ごみの乾
燥度合などの堆積状況を客観的かつ正確に把握すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係るごみ堆積状況検出システム
が設置されたごみ焼却処理施設の概略構成を説明する断
面図である。

【図２】本実施の形態のごみ堆積状況検出センサ群が設
けられたごみピット内のクレーン本体部を示す図であ
る。

【図３】本実施の形態のごみ堆積状況検出センサ群で用
いているスキャニング式レーザレーダの概略構成図であ
る。

【図４】本実施の形態のごみ堆積状況検出センサ群を構
成するスキャニング式レーザレーダのごみピット内の奥
行き方向位置を検出するレーザ距離計の説明図である。

【図５】本実施の形態のごみ堆積状況検出センサ群を構
成する焼却用ごみの表面の温度分布を測定する放射温度
計の外観図である。

【図６】スキャニング式レーザレーダを用いた場合の測
定対象物の反射率に対する測定可能距離を示した線図で
ある。

【図７】本実施の形態におけるごみ堆積状況検出システ
ムの全体構成図である。

【図８】従来のごみ焼却処理施設におけるごみピットの
構造を説明する斜視図である。

【符号の説明】

１０ ごみピット、 １２ 焼却用ごみ、 １４ ごみ計量機、 １６ ごみ収集車、 １８ プラットホーム、 ２０ ごみクレーン、 ２１ クレーン本体部、 ２２ ごみ堆積状況検出センサ群、 ２２２ スキャニング式レーザレーダ、 ２２４ レーザ距離計、 ２２６ 放射温度計、 ２３ レール、 ２４ ごみ投入ホッパ、 ２６ 給じん装置、 ２８ 焼却炉、 ３０ 廃熱ボイラ、 ３１ レーザビーム、 ３２ ごみピット排水貯留槽、 ３４ 排水、 ４０ レーザ、 ４２ ポリゴンミラー、 ４４ 基準板、 ４６ レーザスポット光、 ５０ 本体部、 ５２ センサヘッド、 ６０ ワイヤレス伝送装置送側、 ６２ アンテナ、 ６４ ワイヤレス伝送装置受側、 ６６ アンテナ、 ６８ パーソナルコンピュータ。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA06 BB05 CC00 FF11 FF31 GG04 HH04 LL15 MM14 PP22 2F069 AA02 AA66 BB40 GG07 HH15 JJ01 JJ06 JJ07 2F078 CA08 CB12 4D004 AA46 AC04 CA28 CB02 DA01 DA09 DA11 DA16 DA17 DA20

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焼却用ごみを焼却処分する前に一時堆積
   させておくごみピット内のごみの堆積状況を検出するご
   み堆積状況検出システムであって、 前記ごみピット内に堆積したごみ表面の三次元形状を計
   測する三次元形状計測手段と、 前記三次元形状計測手段で計測したごみ表面の三次元形
   状を画像表示する三次元画像表示手段と、 を備えていることを特徴とするごみ堆積状況検出システ
   ム。
2. 【請求項２】 焼却用ごみを焼却処分する前に一時堆積
   させておくごみピット内のごみの堆積状況を検出するご
   み堆積状況検出システムであって、 前記ごみピット内のごみの重量を計測する重量計測手段
   と、 前記ごみピット内に堆積したごみ表面の三次元形状を計
   測する三次元形状計測手段と、 前記三次元形状計測手段で計測したごみ表面の三次元形
   状から堆積したごみの体積を演算すると共に、前記重量
   計測手段で計測したごみの重量に基づいてごみピット内
   のごみの質量を演算する演算手段と、 前記演算手段により求めたごみの質量から前記ごみピッ
   ト内のごみの乾燥度合いを推測する推測手段と、 を備えていることを特徴とするごみ堆積状況検出システ
   ム。
3. 【請求項３】 前記三次元形状計測手段は、前記ごみピ
   ット内の上方から堆積したごみの表面へ電磁波を照射
   し、その反射状況から堆積したごみ表面の各地点までの
   距離を計ることによりごみ表面の三次元形状を計測する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のごみ堆積状
   況検出システム。
4. 【請求項４】 前記三次元形状計測手段は、前記ごみピ
   ット内を水平方向に自在に移動可能な移動手段に設置さ
   れていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に
   記載のごみ堆積状況検出システム。
5. 【請求項５】 前記三次元形状計測手段は、少なくとも
   前記ごみピット内の奥行き方向に移動可能であって、 前記堆積したごみの表面に向けて照射する電磁波を奥行
   き方向と直交する方向へ走査させる走査手段と、 前記三次元形状計測手段の奥行き方向位置を検出する位
   置検出手段と、 をさらに備え、前記ごみピット内に堆積したごみ表面全
   体に電磁波を照射してごみ表面の三次元形状を計測する
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のご
   み堆積状況検出システム。
6. 【請求項６】 焼却用ごみを焼却処分する前に一時堆積
   させておくごみピット内のごみの堆積状況を検出するご
   み堆積状況検出システムであって、 前記ごみピット内に堆積したごみ表面の温度分布を測定
   する温度分布測定手段と、 前記温度分布測定手段で測定したごみ表面の温度分布状
   態を画像表示する温度分布画像表示手段と、 を備えていることを特徴とするごみ堆積状況検出システ
   ム。
7. 【請求項７】 前記請求項６に記載の温度分布測定手段
   と温度分布画像表示手段とをさらに備えていることを特
   徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のごみ堆積状
   況検出システム。
8. 【請求項８】 前記三次元形状計測手段、前記位置検出
   手段、および前記温度分布測定手段の少なくとも１つか
   ら得られたデータを無線で送受信可能な無線送受信手段
   をさらに備え、 前記ごみピットから離れた場所で画像をモニタしたり演
   算処理を行うことを特徴とする請求項１〜７の何れか一
   項に記載のごみ堆積状況検出システム。