JP2007127359A - Observation device for inside of combustion chamber in combustion furnace - Google Patents

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哲史 林
Takuro Sato
拓朗 佐藤
Hideki Saito
英樹 斎藤
Hideki Endo
英樹 遠藤
Takahide Sakagami
隆英 阪上
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate necessity for provision of a relay lens which is expensive. <P>SOLUTION: A lens barrel device 11 to be inserted through the wall of a combustion furnace is equipped with a first cylinder 21 fitted at the outer extremity with an infrared camera 12 or a visible ray camera 13 and furnished near the inner end with a window member 23 to admit passage of the beams of light, a convex mirror 25 installed in the center of an opening at the inner end of the first cylinder, a concave mirror 26 installed at the inner end of the first cylinder for the reflected light by the convex mirror to be reflected on the outer extremity of the first cylinder, a second cylinder 22 arranged at the periphery of the first cylinder in such a fashion as generating a ring-shaped space S, and a first 28 and a second gas supply pipe 29 connected with the respective cylinders for supplying the cooling gas into the first cylinder and the ring-shaped space. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えばごみを燃焼させる燃焼炉における燃焼室内観察装置に関するものである。   The present invention relates to a combustion chamber observation apparatus in a combustion furnace that burns, for example, garbage.

ごみなどの廃棄物を燃焼させる燃焼炉においては、適切な燃焼を行わせるために、廃棄物の燃焼状態、すなわち廃棄物表面での燃焼温度の状態を把握する必要がある。
ところで、燃焼炉における燃焼室内をカメラ装置により観察するためには、厚い炉壁を挿通する必要があるとともに高温の影響を避けるために、長い鏡筒を用いるとともに或る程度の視野を確保する関係上、リレーレンズを用いる必要がある。
In a combustion furnace for burning waste such as garbage, it is necessary to grasp the combustion state of the waste, that is, the state of the combustion temperature on the waste surface in order to perform appropriate combustion.
By the way, in order to observe the combustion chamber in the combustion furnace with a camera device, it is necessary to pass through a thick furnace wall, and in order to avoid the influence of high temperature, a long barrel is used and a certain degree of field of view is secured. In addition, it is necessary to use a relay lens.

ところで、燃焼室内の温度を計測するのに、通常、赤外線を用いた赤外光用カメラが使用されるが、赤外光用カメラを設置する際の視野調整では、炉内が冷えているため、調整に必要となるデータを得ることが難しい。   By the way, an infrared camera using infrared rays is usually used to measure the temperature in the combustion chamber, but the furnace is cold in the visual field adjustment when installing the infrared camera. It is difficult to obtain data necessary for adjustment.

そのため、燃焼炉内で実際に燃焼させて視野調整を行うのが好ましいが、赤外線用のリレーレンズでは、可視光域での計測が不可能となるため、別途、同寸法、同視野の高価な光学系リレーレンズを有する可視光用カメラを準備する必要があり、その分、設備コストが高くなるとともに、燃焼炉の稼働中に、可視光画像と赤外線画像とを得るために、リレーレンズを交換する作業には危険が伴うという問題がある。   For this reason, it is preferable to adjust the field of view by actually burning in a combustion furnace. However, in the infrared relay lens, measurement in the visible light range is impossible, so that the same size and the same field of view are expensive. It is necessary to prepare a visible light camera with an optical relay lens, which increases the equipment cost and replaces the relay lens to obtain a visible light image and an infrared image during operation of the combustion furnace. There is a problem that the work to be accompanied is dangerous.

そこで、本発明は、高価なリレーレンズを必要としない燃焼炉における燃焼室内観察装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a combustion chamber observation device in a combustion furnace that does not require an expensive relay lens.

上記課題を解決するため、本発明の請求項1に係る燃焼炉における燃焼室内観察装置は、燃焼炉の壁部に挿通される鏡筒装置を、少なくとも、一端部にカメラ装置が着脱自在にされるとともに他端近傍に光線を通過させ得る窓部材が設けられた光線用筒状体と、この光線用筒状体の他端側の開口部中央に設けられた凸面鏡およびこの光線用筒状体の他端部に設けられて上記凸面鏡からの反射光を当該光線用筒状体の一端側に反射させるための凹面鏡と、上記光線用筒状体を冷却する冷却手段とから構成したものである。   In order to solve the above-mentioned problems, a combustion chamber observation apparatus in a combustion furnace according to claim 1 of the present invention is configured such that a lens barrel device inserted into a wall portion of the combustion furnace has a camera device detachable at least at one end. And a light beam cylindrical body provided with a window member capable of allowing light to pass in the vicinity of the other end, a convex mirror provided at the center of the opening on the other end side of the light beam cylindrical body, and the light beam cylindrical body. A concave mirror for reflecting the reflected light from the convex mirror to one end side of the light beam cylindrical body, and a cooling means for cooling the light beam cylindrical body. .

また、請求項2に係る燃焼炉における燃焼室内観察装置は、燃焼炉の壁部に挿通される鏡筒装置を、少なくとも、一端側にハーフミラーを介して光線の出射口が2個形成されるとともに他端近傍に光線を通過させ得る窓部材が設けられた光線用筒状体と、この光線用筒状体の他端側の開口部中央に設けられた凸面鏡およびこの光線用筒状体の他端部に設けられて上記凸面鏡からの反射光を当該光線用筒状体の一端側に反射させるための凹面鏡と、上記光線用筒状体を冷却する冷却手段とから構成したものである。   Further, the combustion chamber observation device in the combustion furnace according to claim 2 has a lens barrel device inserted into the wall portion of the combustion furnace, and at least two light beam exit ports are formed on one end side via a half mirror. And a light beam cylindrical body provided with a window member that allows light to pass in the vicinity of the other end, a convex mirror provided at the center of the opening on the other end side of the light beam cylindrical body, and the light beam cylindrical body. A concave mirror provided at the other end for reflecting the reflected light from the convex mirror to one end side of the light beam cylindrical body and a cooling means for cooling the light beam cylindrical body.

また、請求項3に係る燃焼炉における燃焼室内観察装置は、請求項1または2に記載の燃焼室内観察装置における冷却手段を、
光線用筒状体の外周に環状空間を形成するように配置された冷却用筒状体と、この冷却用筒状体に接続されて上記環状空間内に冷却用ガスを供給するガス供給管とから構成したものである。
Moreover, the combustion chamber observation apparatus in the combustion furnace which concerns on Claim 3 is a cooling means in the combustion chamber observation apparatus of Claim 1 or 2.
A cooling cylindrical body arranged so as to form an annular space on the outer periphery of the light beam cylindrical body, and a gas supply pipe connected to the cooling cylindrical body for supplying a cooling gas into the annular space; It consists of

また、請求項4に係る燃焼炉における燃焼室内観察装置は、請求項1または2に記載の燃焼室内観察装置における冷却手段を、
光線用筒状体の外周に環状空間を形成するように配置された冷却用筒状体と、光線用筒状体に接続されて当該光線用筒状体内に冷却用ガスを供給する第1ガス供給管と、上記冷却用筒状体に接続されて上記環状空間内に冷却用ガスを供給する第2ガス供給管とから構成し、
且つ上記光線用筒状体の窓部材の前後位置に、当該光線用筒状体内と環状空間とを連通させ得る開口部を形成したものである。
Moreover, the combustion chamber observation apparatus in the combustion furnace according to claim 4 comprises: cooling means in the combustion chamber observation apparatus according to claim 1 or 2;
A cooling cylinder disposed so as to form an annular space on the outer periphery of the light beam cylinder, and a first gas connected to the light beam cylinder and supplying a cooling gas to the light beam cylinder A supply pipe and a second gas supply pipe connected to the cooling cylinder and supplying a cooling gas into the annular space;
And the opening part which can connect the said cylindrical body for light beams and annular space is formed in the front-back position of the window member of the said cylindrical body for light beams.

また、請求項5に係る燃焼炉における燃焼室内観察装置は、請求項3または4に記載の燃焼室内観察装置における冷却用筒状体の他端部に、環状空間から噴出される冷却用ガスを光線用筒状体の中心側に向かせるガイド部材を設けたものである。   The combustion chamber observation apparatus for a combustion furnace according to claim 5 is characterized in that the cooling gas injected from the annular space is supplied to the other end portion of the cooling cylindrical body in the combustion chamber observation apparatus according to claim 3 or 4. A guide member is provided to be directed toward the center of the light beam tubular body.

上記の各構成によると、或る程度の長さと視野領域とを確保するための高価なリレーレンズを設ける代わりに、光線用筒状体の中心に凸面鏡を配置するとともにその外周端面に凹面鏡を配置することにより、安価な構成にて、或る程度の長さを有するとともに凸面鏡の外側に広がる広い視野領域における温度データおよび燃焼状態の撮影画像を得ることができる燃焼室内観察装置を提供することができる。また、光線用筒状体を冷却する冷却手段を設けたので、高温に対処することができる。   According to each of the above configurations, instead of providing an expensive relay lens for securing a certain length and field of view, a convex mirror is arranged at the center of the cylindrical body for light rays and a concave mirror is arranged at the outer peripheral end face thereof. Thus, it is possible to provide a combustion chamber observation apparatus that can obtain temperature data and a captured image of a combustion state in a wide visual field area that has a certain length and spreads outside the convex mirror with an inexpensive configuration. it can. Moreover, since the cooling means for cooling the cylindrical body for light beam is provided, it is possible to cope with a high temperature.

[実施の形態1]
以下、本発明の実施の形態1に係る燃焼炉における燃焼室内観察装置を、図1〜図3に基づき説明する。
[Embodiment 1]
Hereinafter, a combustion chamber observation apparatus in a combustion furnace according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.

本実施の形態においては、被燃焼物、例えばごみを燃焼させるためのごみ燃焼炉(ごみ焼却炉ともいう)の燃焼室内の温度および内部状態を観察し得る観察装置について説明する。   In the present embodiment, an observation apparatus that can observe the temperature and the internal state of a combustion chamber of a waste combustion furnace (also referred to as a waste incinerator) for burning combustibles, for example, waste will be described.

まず、ごみ燃焼炉の概略構成を図1に基づき説明する。
このごみ燃焼炉1は例えばストーカ炉であり、その炉本体2内には、火格子3が燃焼段および後燃焼段に亘って配置されてなる燃焼床4が設けられた燃焼室5が具備されるとともに、炉本体2の一端側には、ごみ投入ホッパ6が接続されたごみ投入口2aが形成され、またその他端側には焼却残渣の排出口2bが形成されたものである。
First, a schematic configuration of the refuse combustion furnace will be described with reference to FIG.
The refuse combustion furnace 1 is, for example, a stoker furnace, and a combustion chamber 5 provided with a combustion bed 4 in which a grate 3 is arranged over a combustion stage and a post-combustion stage is provided in the furnace body 2. At the same time, a waste input port 2a to which a waste input hopper 6 is connected is formed on one end side of the furnace body 2, and an incineration residue discharge port 2b is formed on the other end side.

そして、この炉本体2の燃焼室5の天井壁部2cには、燃焼室5内での状態を赤外線(以下、赤外光という)および可視光線(以下、可視光という)を用いて観察するための燃焼室内観察装置7が具備されている。   The state in the combustion chamber 5 is observed on the ceiling wall 2c of the combustion chamber 5 of the furnace body 2 using infrared rays (hereinafter referred to as infrared light) and visible light (hereinafter referred to as visible light). A combustion chamber observation device 7 is provided.

この燃焼室内観察装置7は、被燃焼物であるごみから発生する放射エネルギーを赤外線センサを用いて計測し得るとともに内部の状態を撮影し得るもので、赤外線撮影用のカメラ装置(以下、赤外光用カメラという)および可視光線撮影用のカメラ装置(以下、可視光用カメラという)のいずれでも、取り付けられるように(着脱自在に)されている。   This combustion chamber observation device 7 can measure the radiant energy generated from the garbage which is a burned object using an infrared sensor and can photograph the internal state, and is a camera device for infrared photography (hereinafter referred to as infrared). Both a camera for light) and a camera device for photographing visible light (hereinafter referred to as a camera for visible light) are attached (detachable).

すなわち、この燃焼室内観察装置7には、図2に示すように、天井壁部2cに挿通されて赤外光または可視光を通過させ得る鏡筒装置11と、この鏡筒装置11の外端(一端)側に着脱自在(所謂、交換自在)に設けられる赤外光用カメラ12および通常の光学式の可視光用カメラ13とが具備されており、さらに赤外光用カメラ12にて撮影された計測データを用いて、燃焼室5内のごみの燃焼温度を検出するための温度検出装置14と、可視光用カメラ13にて撮影された撮影データを用いて、燃焼室5内のごみの燃焼状態を検出するための状態検出装置15とが具備されている。   That is, as shown in FIG. 2, the combustion chamber observation device 7 includes a lens barrel device 11 that is inserted through the ceiling wall 2 c and allows infrared light or visible light to pass therethrough, and an outer end of the lens barrel device 11. An infrared light camera 12 and a normal optical visible light camera 13 that are detachably (so-called interchangeable) are provided on the (one end) side, and are further photographed by the infrared light camera 12. Using the measured data, the temperature detection device 14 for detecting the combustion temperature of the dust in the combustion chamber 5 and the image data taken by the visible light camera 13 are used to detect the dust in the combustion chamber 5. And a state detection device 15 for detecting the combustion state.

上記鏡筒装置11は、小径の第1筒状体(光線用筒状体)21と、この第1筒状体21の外側に所定高さの環状空間Sを有して二重管構造にて配置された大径の第2筒状体(冷却用筒状体)22と、上記第1筒状体21の燃焼室5内に突出する先端(他端)寄り内側に設けられた透明材料(例えば、サファイヤガラスが用いられる)からなる窓部材23と、この窓部材23にステー24を介して当該第1筒状体21の先端中央に他端側に頂点が向くように取り付けられた円錐形状の反射面を有する凸面鏡25と、上記第1筒状体21の先端で且つ上記凸面鏡25に対向する位置で環状に取り付けられた截頭円錐形状の反射面を有する凹面鏡26と、上記第2筒状体22の先端面に環状で且つ内方に傾斜するように設けられた環状ガイド部材27と、上記第1筒状体21に接続された第1ガス供給管28と、上記第2筒状体22に接続された第2ガス供給管29とから構成されている。なお、通常、これら各ガス供給管28,29は、図示しないが、各筒状体21,22に設けられたノズル部に接続される。   The lens barrel device 11 has a small-diameter first cylindrical body (light cylindrical body) 21 and an annular space S having a predetermined height outside the first cylindrical body 21 to form a double tube structure. A transparent material provided on the inner side near the tip (other end) of the first cylindrical body 21 protruding into the combustion chamber 5 of the large-diameter second cylindrical body (cooling cylindrical body) 22 and the first cylindrical body 21 A window member 23 (for example, sapphire glass is used), and a cone attached to the window member 23 via a stay 24 so that the apex of the first cylindrical body 21 faces the other end. A convex mirror 25 having a reflective surface in shape, a concave mirror 26 having a frustoconical reflective surface attached in a ring shape at a position opposite to the convex mirror 25 at the tip of the first cylindrical body 21, and the second An annular guide member 2 provided on the distal end surface of the cylindrical body 22 so as to be annular and inclined inward. When a first gas supply pipe 28 connected to the first cylinder 21, and a second gas supply pipe 29 for being connected to the second cylindrical member 22. Normally, these gas supply pipes 28 and 29 are connected to nozzle portions provided in the cylindrical bodies 21 and 22 (not shown).

そして、上記各ガス供給管28,29には、各筒状体21,22を冷却するとともに、各筒状体21,22内に燃焼ガス中に浮遊する塵埃が入り込むのを防止するために冷却用ガス(パージ用ガスとも言い、例えば空気が用いられ、この意味では、ガス供給管は空気供給管と言うこともできる)が供給されて、それぞれの内端である先端から燃焼室5内に噴出するようにされている。なお、第1筒状体21の窓部材23の前後位置には、この第1筒状体21内に供給されたガスを当該窓部材23を避けて通過させるための後方開口部21aおよび前方開口部21bが形成されている。また、内方に傾斜されたガイド部材27により、環状空間Sから噴出されるガスが絞られて流速が早められる。   The gas supply pipes 28 and 29 are cooled to cool the cylindrical bodies 21 and 22 and to prevent dust floating in the combustion gas from entering the cylindrical bodies 21 and 22. Gas (also referred to as purge gas, for example, air is used, and in this sense, the gas supply pipe can also be referred to as an air supply pipe) is supplied into the combustion chamber 5 from the tip which is the inner end of each. It is made to erupt. A front opening and a rear opening 21a are provided at the front and rear positions of the window member 23 of the first cylindrical body 21 to allow the gas supplied into the first cylindrical body 21 to pass through the window member 23. A portion 21b is formed. Further, the gas ejected from the annular space S is throttled by the guide member 27 inclined inward, and the flow velocity is increased.

したがって、ごみ表面からの光線は、図2の矢印aにて示すように、中央の凸面鏡25にて凹面鏡26に向かって反射された後、この凹面鏡26にて第1筒状体21内に反射されて、その外端側に取り付けられた赤外光用または可視光用カメラ12,13に入射されることになる。すなわち、凸面鏡25と凹面鏡26とから成る簡単な構成により、広い視野領域での撮影(観察)が可能となる。   Therefore, as shown by the arrow a in FIG. 2, the light beam from the dust surface is reflected toward the concave mirror 26 by the central convex mirror 25, and then reflected into the first cylindrical body 21 by the concave mirror 26. Then, the light is incident on the infrared light or visible light cameras 12 and 13 attached to the outer end side thereof. That is, with a simple configuration including the convex mirror 25 and the concave mirror 26, photographing (observation) can be performed in a wide field of view.

そして、ごみ燃焼炉1の稼働中においては、第1および第2ガス供給管28,29から冷却用ガスが第1筒状体21内および第2筒状体22内(環状空間S)に供給されて両筒状体21,22が冷却され、また第2筒状体22の先端から噴出される冷却用ガスはガイド部材27により凹面鏡26側に向かって噴出されるとともに、第1筒状体21内に供給された冷却用ガスは、後方開口部21aから環状空間Sを経て前方開口部21から再度第1筒状体21内に入り(勿論、第2ガス供給管29から供給された冷却用ガスの一部も前方開口部21bから入ることになる)、凸面鏡25と凹面鏡26との間から燃焼室5内に噴出される。すなわち、少なくとも、鏡筒装置11の本体部である第1筒状体21の冷却が行われるとともに、各筒状体21,22内に燃焼室5内の塵埃が入るのが防止される。   During the operation of the refuse combustion furnace 1, the cooling gas is supplied from the first and second gas supply pipes 28 and 29 into the first cylindrical body 21 and the second cylindrical body 22 (annular space S). Then, both the cylindrical bodies 21 and 22 are cooled, and the cooling gas ejected from the tip of the second cylindrical body 22 is ejected toward the concave mirror 26 by the guide member 27 and the first cylindrical body. The cooling gas supplied into 21 enters the first cylindrical body 21 again from the front opening 21 through the annular space S from the rear opening 21a (of course, the cooling supplied from the second gas supply pipe 29). A part of the working gas also enters from the front opening 21b), and is jetted into the combustion chamber 5 from between the convex mirror 25 and the concave mirror 26. That is, at least the first cylindrical body 21 that is the main body of the lens barrel device 11 is cooled, and the dust in the combustion chamber 5 is prevented from entering the cylindrical bodies 21 and 22.

次に、上記温度検出装置14および状態検出装置15を図3に基づき簡単に説明しておく。
温度検出装置14は、赤外光用カメラ12に具備されたごみ表面からの放射エネルギー(赤外線エネルギーである)を入力し電気エネルギーに変換する二次元センサ部(有指向性の赤外線センサが縦横に複数個ずつ配置されたもの)により検出された検出信号(計測データであり、具体的には、電気信号である)を所定時間置きに入力して(所謂、サンプリングである)A/D変換を行うA/D変換手段31と、このA/D変換手段31で変換されてなる各センサの計測データ(放射エネルギー量に対応するセンサ出力値である)を入力して各センサの計測データを凸面鏡25の位置で撮影したかのように配置変換(センサの座標変換)を行う座標変換手段(座標取得手段でもある)32と、この座標変換手段32からの計測データであるセンサ出力値を入力して公知の変換式(例えば、変換テーブルを用いることもできる)に基づきこの放射量エネルギー量に対応する計測データを温度に変換するための温度変換手段33と、この温度変換手段33で得られた温度データを入力して所定の温度幅に対応付けされた色情報を参照し当該温度変換手段33より入力された温度データを変換して二次元の温度分布画像を作成する温度分布画像作成手段34と、上記温度変換手段33および温度分布画像作成手段34にて得られた温度などのデータを、例えば外部からの要求に応じて(必要に応じて)入力し、表示装置、計測結果蓄積装置または出力データ線(以下、表示装置等という)に対して出力するための出力手段35とから構成されている。
Next, the temperature detection device 14 and the state detection device 15 will be briefly described with reference to FIG.
The temperature detection device 14 is a two-dimensional sensor unit that inputs radiant energy (infrared energy) from the surface of the dust provided in the infrared camera 12 and converts it into electrical energy (the directional infrared sensor is vertically and horizontally). A / D conversion is performed by inputting detection signals (measurement data, specifically, electrical signals) detected at a predetermined time interval (so-called sampling). A / D conversion means 31 to be performed, and measurement data of each sensor converted by the A / D conversion means 31 (sensor output value corresponding to the amount of radiant energy) are input, and the measurement data of each sensor is converted into a convex mirror. A coordinate conversion means (also a coordinate acquisition means) 32 that performs arrangement conversion (sensor coordinate conversion) as if it were photographed at position 25, and a measurement data from the coordinate conversion means 32. The temperature conversion means 33 for inputting the output value and converting the measurement data corresponding to the radiation energy amount into the temperature based on a known conversion formula (for example, a conversion table can be used), and the temperature conversion The temperature data obtained by the means 33 is input, color information associated with a predetermined temperature range is referred to, the temperature data input from the temperature conversion means 33 is converted, and a two-dimensional temperature distribution image is created. Data such as temperature distribution image creation means 34, temperature obtained by the temperature conversion means 33 and temperature distribution image creation means 34 are input, for example, in response to an external request (if necessary), and a display device And an output means 35 for outputting to a measurement result storage device or an output data line (hereinafter referred to as a display device or the like).

また、上記状態検出装置15は、可視光用カメラ13に具備された二次元画像センサ(図示しないが、例えばCCDが用いられたもの)にて検出された検出信号(電荷量である)を所定時間置きに入力して(所謂、サンプリングである)A/D変換を行うA/D変換手段41と、このA/D変換手段41で変換された検出データを入力して各センサの検出データを凸面鏡25の位置で撮影したかのように配置変換(センサの座標変換)を行う座標変換手段(座標取得手段でもある)42と、この座標変換手段42にて得られた座標位置と検出データを、例えば外部からの要求に応じて(必要に応じて)入力し、表示装置または出力データ線(以下、表示装置等という)に対して出力するための出力手段43とから構成されている。なお、上記第1筒状体21、第1ガス供給管28、上記第2筒状体22および第2ガス供給管29により冷却手段が構成されているが、少なくとも、第2筒状体22および第2ガス供給管29により、環状空間S内に冷却用ガスを供給できればよい。   In addition, the state detection device 15 predetermines a detection signal (which is a charge amount) detected by a two-dimensional image sensor (not shown, for example, using a CCD) provided in the visible light camera 13. The A / D conversion means 41 that performs A / D conversion (so-called sampling) by inputting every time, and the detection data converted by the A / D conversion means 41 are input to obtain the detection data of each sensor. A coordinate conversion unit (also a coordinate acquisition unit) 42 that performs arrangement conversion (sensor coordinate conversion) as if the image was taken at the position of the convex mirror 25, and the coordinate position and detection data obtained by the coordinate conversion unit 42 For example, it comprises an output means 43 for inputting in response to an external request (if necessary) and outputting to a display device or an output data line (hereinafter referred to as a display device or the like). The first cylindrical body 21, the first gas supply pipe 28, the second cylindrical body 22 and the second gas supply pipe 29 constitute a cooling means, but at least the second cylindrical body 22 and The cooling gas may be supplied into the annular space S by the second gas supply pipe 29.

上記構成において、燃焼室5内の燃焼状態を観察する場合、鏡筒装置11の外端側に可視光用カメラ13を取り付けるとともに、各ガス供給管28,29から冷却用ガスを各筒状体21,22内に供給して冷却を行う。   In the above configuration, when the combustion state in the combustion chamber 5 is observed, the visible light camera 13 is attached to the outer end side of the lens barrel device 11, and the cooling gas is supplied from the gas supply pipes 28 and 29 to the cylindrical bodies. 21 and 22 are supplied and cooled.

そして、この状態で、可視光用カメラ13にてごみ表面を撮影する。
すなわち、ごみ燃焼領域からの光は凸面鏡25にて外側に反射され、そして凹面鏡26で第1筒状体21内に且つ窓部材23を介して導かれて可視光用カメラ23に入力される。
In this state, the dust surface is photographed by the visible light camera 13.
That is, the light from the dust burning region is reflected outward by the convex mirror 25, and is guided by the concave mirror 26 into the first cylindrical body 21 through the window member 23 and input to the visible light camera 23.

この可視光用カメラ23で得られた画像データは、状態検出装置15のA/D変換手段41に入力され、ここで所定の電気信号に変換された後、座標変換手段42に入力される。そして、この座標変換手段42で燃焼領域に対応する座標位置が求められ、したがってその画像データとこれに対応する座標位置とが一緒に出力手段43に入力され、ここから、例えば画像表示装置に出力される。すなわち、広い視野領域での画像データが得られる。   The image data obtained by the visible light camera 23 is input to the A / D conversion means 41 of the state detection device 15, converted into a predetermined electrical signal here, and then input to the coordinate conversion means 42. The coordinate conversion means 42 obtains the coordinate position corresponding to the combustion region, and therefore the image data and the corresponding coordinate position are input together to the output means 43, from which, for example, output to the image display device. Is done. That is, image data in a wide visual field region can be obtained.

次に、炉内の燃焼温度を計測する場合には、可視光用カメラ13を取り外し、赤外光用カメラ12を取り付けるとともに、この赤外光用カメラ12を温度検出装置14側に接続する。勿論、この場合も、冷却用ガスが各供給管28,29より供給されて、鏡筒装置11の冷却が行われている。   Next, when measuring the combustion temperature in the furnace, the visible light camera 13 is removed, the infrared light camera 12 is attached, and the infrared light camera 12 is connected to the temperature detection device 14 side. Of course, also in this case, the cooling gas is supplied from the supply pipes 28 and 29 to cool the lens barrel device 11.

そして、ごみ表面からの放射エネルギーは凸面鏡25にて反射され、凹面鏡26で第1筒状体21の内部に反射され、赤外光用カメラ12に入力される。
この赤外光用カメラ12で得られた計測データは、A/D変換手段31で電気信号に変換されるとともに、座標変換手段32で燃焼領域に対応する座標位置が求められた後、計測データとこれに対応する座標位置とが温度変換手段33に入力されて、当該計測データ(放射エネルギー)から温度に換算される。
The radiant energy from the dust surface is reflected by the convex mirror 25, reflected by the concave mirror 26 to the inside of the first cylindrical body 21, and input to the infrared light camera 12.
The measurement data obtained by the infrared light camera 12 is converted into an electrical signal by the A / D conversion means 31 and the coordinate position corresponding to the combustion region is obtained by the coordinate conversion means 32, and then the measurement data. And the coordinate position corresponding to this is input into the temperature conversion means 33, and is converted into temperature from the said measurement data (radiant energy).

この温度データは温度分布画像作成手段34に入力されて、予め、定められた温度幅に対応付けられた色データの情報を参照し各センサで検出された温度データを、そのセンサの配置(座標)とその座標位置における色データに変換し、温度分布画像データが作成される。   This temperature data is input to the temperature distribution image creating means 34, and the temperature data detected by each sensor with reference to the color data information associated with the predetermined temperature range is arranged in the sensor arrangement (coordinates). ) And color data at the coordinate position, and temperature distribution image data is created.

次に、上記得られた温度データ、および温度分布画像データが出力手段35に入力されて、必要(要求)に応じて表示装置等に対して出力される。
このように、ごみ表面から或る程度の長さと視野領域とを確保するための高価なリレーレンズを設ける代わりに、第1筒状体21の中心に凸面鏡25を配置するとともにその外周端面に凹面鏡26を配置することにより、安価な構成にて、或る程度の長さを有するとともに凸面鏡25の外側に広がる広い視野領域における温度データおよび燃焼状態の撮影画像を得ることができる。また、各筒状体21,22に冷却用ガスを供給するようにしたので、少なくとも、鏡筒装置本体部である第1筒状体21を高温から保護することができる。
[実施の形態2]
次に、本発明の実施の形態2に係る燃焼炉における燃焼室内観察装置を、図4に基づき説明する。
Next, the obtained temperature data and temperature distribution image data are input to the output means 35 and output to a display device or the like as necessary (request).
Thus, instead of providing an expensive relay lens for securing a certain length and field of view from the dust surface, a convex mirror 25 is arranged at the center of the first cylindrical body 21 and a concave mirror is provided on the outer peripheral end face thereof. By arranging 26, it is possible to obtain temperature data and a captured image of the combustion state in a wide visual field area having a certain length and extending outside the convex mirror 25 with an inexpensive configuration. In addition, since the cooling gas is supplied to each of the cylindrical bodies 21 and 22, at least the first cylindrical body 21 that is the main body of the lens barrel device can be protected from high temperatures.
[Embodiment 2]
Next, a combustion chamber observation apparatus in a combustion furnace according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG.

上記実施の形態1においては、鏡筒装置に対して、光学用カメラと赤外光用カメラとを交換するものとして説明したが、本実施の形態2においては、光学用カメラと赤外光用カメラとを一緒に取り付けるようにしたものであり、したがって実施の形態1と同一の構成部材については、同一の部材番号を用いて説明する。   In the first embodiment, the description has been made on the assumption that the optical camera and the infrared light camera are exchanged for the lens barrel device. However, in the second embodiment, the optical camera and the infrared light camera are used. The camera and the camera are attached together. Therefore, the same components as those in the first embodiment will be described using the same member numbers.

すなわち、図4に示すように、鏡筒装置11の外端部、特に、第1筒状体21の外端部に、互いに90度異なる方向でもって光線を取り出し得る第1光線出力用開口部(出射口)21cおよび第2光線出力用開口部(出射口)21dが設けられるとともに、これら両開口部21c,21dの交差部に相当する位置にハーフミラー51が設けられ、さらに第1筒状体21の軸心b上に配置される上記第1光線出力用開口部21cに赤外光用カメラ12が取り付けられるとともに、第1筒状体21の軸心bと直交する方向に配置された上記第2光線出力用開口部21dに可視光用カメラ13が取り付けられたものである。   That is, as shown in FIG. 4, the first light beam output opening that can take out light beams in directions different from each other by 90 degrees at the outer end portion of the lens barrel device 11, particularly the outer end portion of the first cylindrical body 21. (Emission port) 21c and a second light beam output opening (emission port) 21d are provided, and a half mirror 51 is provided at a position corresponding to the intersection of both the openings 21c and 21d, and the first cylindrical shape The infrared light camera 12 is attached to the first light beam output opening 21c disposed on the axis b of the body 21 and is disposed in a direction perpendicular to the axis b of the first cylindrical body 21. The visible light camera 13 is attached to the second light beam output opening 21d.

したがって、燃焼室5のごみ表面からの赤外光はハーフミラー51をそのまま通過して赤外光用カメラ12に入射されて温度検出装置14で温度が検出される。一方、ごみ表面からの可視光はハーフミラー51で90度その入射方向が変更されて可視光用カメラ13に入射されて状態検出装置15で撮影画像が得られる。なお、この可視光の場合には、ハーフミラー51で画像が反射されて上下または左右が反対になった画像が得られるため、座標変換手段42にて、正しい画像となるように変換される。   Therefore, infrared light from the dust surface of the combustion chamber 5 passes through the half mirror 51 as it is and enters the infrared light camera 12, and the temperature is detected by the temperature detection device 14. On the other hand, the incident light of the visible light from the dust surface is changed by 90 degrees by the half mirror 51 and incident on the visible light camera 13, and a captured image is obtained by the state detection device 15. In the case of this visible light, since the image is reflected by the half mirror 51 to obtain an image that is upside down or left and right, it is converted by the coordinate conversion means 42 to become a correct image.

この構成によると、赤外光用カメラ12および可視光用カメラ13が鏡筒装置11に装着された状態であるため、上述した実施の形態1のように、観察する対象(温度、燃焼状態)に応じて、カメラを交換する必要がなくなる。   According to this configuration, since the infrared light camera 12 and the visible light camera 13 are mounted on the lens barrel device 11, the object to be observed (temperature, combustion state) as in the first embodiment described above. Therefore, it is not necessary to replace the camera.

ところで、上記各実施の形態においては、赤外光用カメラからの計測データに基づき温度を検出する温度検出装置と、可視光用カメラからの画像データに基づき燃焼状態を検出する状態検出装置とを別個に設けたが、これら両装置を合体させてもよく、この場合には、カメラで得られたデータのA/D変換手段と座標変換手段とを共用させて、データの種類(内容も)に応じて変換するパラメータを切り替えるようにしてもよい。   By the way, in each said embodiment, the temperature detection apparatus which detects temperature based on the measurement data from the camera for infrared light, and the state detection apparatus which detects a combustion state based on the image data from the camera for visible light Although provided separately, these two devices may be combined. In this case, the A / D conversion means and the coordinate conversion means for the data obtained by the camera are shared, and the data type (contents) The parameter to be converted may be switched according to the above.

また、上記各実施の形態においては、鏡筒装置の冷却手段として、冷却用ガスを用いた構成としたが、例えば冷却水を用いた構成にしてもよく、またヒートパイプ、ペルチェ素子などを用いた構成にすることもできる。   Further, in each of the above embodiments, the cooling gas is used as the cooling means of the lens barrel device. However, for example, a cooling water may be used, and a heat pipe, a Peltier element, etc. may be used. It is also possible to have a configuration that suits.

本発明の実施の形態1に係るごみ燃焼炉の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the refuse combustion furnace which concerns on Embodiment 1 of this invention. 同ごみ燃焼炉における燃焼室内観察装置の要部部分断面図である。It is a principal part fragmentary sectional view of the combustion chamber observation apparatus in the refuse combustion furnace. 同燃焼室内観察装置における検出装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the detection apparatus in the combustion chamber observation apparatus. 本発明の実施の形態2に係るごみ燃焼炉における燃焼室内観察装置の要部部分断面図である。It is a principal part fragmentary sectional view of the combustion chamber observation apparatus in the refuse combustion furnace which concerns on Embodiment 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 ごみ燃焼炉
2 炉本体
5 燃焼室
7 燃焼室内観察装置
11 鏡筒装置
12 赤外線式カメラ装置
13 光学式カメラ装置
14 温度検出装置
15 状態検出装置
21 第1筒状体
21a 後方開口部
21b 前方開口部
21c 第1光線出力用開口部
21d 第2光線出力用開口部
22 第2筒状体
23 窓部材
25 凸面鏡
26 凹面鏡
27 ガイド部材
28 第1ガス供給管
29 第2ガス供給管
51 ハーフミラー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Waste combustion furnace 2 Furnace main body 5 Combustion chamber 7 Combustion chamber observation apparatus 11 Lens barrel apparatus 12 Infrared type camera apparatus 13 Optical camera apparatus 14 Temperature detection apparatus 15 State detection apparatus 21 1st cylindrical body 21a Back opening part 21b Front opening Portion 21c first light beam output opening 21d second light beam output opening 22 second cylindrical body 23 window member 25 convex mirror 26 concave mirror 27 guide member 28 first gas supply pipe 29 second gas supply pipe 51 half mirror

Claims (5)

燃焼炉の壁部に挿通される鏡筒装置を、少なくとも、一端部にカメラ装置が着脱自在にされるとともに他端近傍に光線を通過させ得る窓部材が設けられた光線用筒状体と、この光線用筒状体の他端側の開口部中央に設けられた凸面鏡およびこの光線用筒状体の他端部に設けられて上記凸面鏡からの反射光を当該光線用筒状体の一端側に反射させるための凹面鏡と、上記光線用筒状体を冷却する冷却手段とから構成したことを特徴とする燃焼炉における燃焼室内観察装置。   A lens barrel device inserted through the wall of the combustion furnace, at least at one end, the camera device is detachable, and a light beam tubular body provided with a window member capable of allowing light to pass near the other end; A convex mirror provided in the center of the opening on the other end side of the cylindrical body for light rays, and one end side of the cylindrical body for light rays provided on the other end portion of the cylindrical body for light rays An apparatus for observing a combustion chamber in a combustion furnace, comprising: a concave mirror for reflecting light and cooling means for cooling the light beam tubular body. 燃焼炉の壁部に挿通される鏡筒装置を、少なくとも、一端側にハーフミラーを介して光線の出射口が2個形成されるとともに他端近傍に光線を通過させ得る窓部材が設けられた光線用筒状体と、この光線用筒状体の他端側の開口部中央に設けられた凸面鏡およびこの光線用筒状体の他端部に設けられて上記凸面鏡からの反射光を当該光線用筒状体の一端側に反射させるための凹面鏡と、上記光線用筒状体を冷却する冷却手段とから構成したことを特徴とする燃焼炉における燃焼室内観察装置。   The lens barrel device inserted into the wall portion of the combustion furnace is provided with at least two window exits for light rays through a half mirror on one end side and a window member that allows light rays to pass in the vicinity of the other end. A cylindrical body for light rays, a convex mirror provided at the center of the opening on the other end side of the cylindrical body for light rays, and reflected light from the convex mirror provided at the other end portion of the cylindrical body for light rays. An apparatus for observing a combustion chamber in a combustion furnace, comprising: a concave mirror for reflecting to one end of a cylindrical body for cooling; and a cooling means for cooling the cylindrical body for light. 冷却手段を、光線用筒状体の外周に環状空間を形成するように配置された冷却用筒状体と、この冷却用筒状体に接続されて上記環状空間内に冷却用ガスを供給するガス供給管とから構成したことを特徴とする請求項1または2に記載の燃焼炉における燃焼室内観察装置。   The cooling means is arranged so as to form an annular space on the outer periphery of the light beam cylindrical body, and the cooling gas is supplied to the annular space by being connected to the cooling cylindrical body. The combustion chamber observation apparatus in a combustion furnace according to claim 1 or 2, wherein the observation apparatus is composed of a gas supply pipe. 冷却手段を、光線用筒状体の外周に環状空間を形成するように配置された冷却用筒状体と、光線用筒状体に接続されて当該光線用筒状体内に冷却用ガスを供給する第1ガス供給管と、上記冷却用筒状体に接続されて上記環状空間内に冷却用ガスを供給する第2ガス供給管とから構成し、
且つ上記光線用筒状体の窓部材の前後位置に、当該光線用筒状体内と環状空間とを連通させ得る開口部を形成したことを特徴とする請求項1または2に記載の燃焼炉における燃焼室内観察装置。
The cooling means is arranged so as to form an annular space on the outer periphery of the light beam cylindrical body, and the cooling gas is supplied to the light beam cylindrical body by being connected to the light beam cylindrical body. A first gas supply pipe that is connected to the cooling cylinder and a second gas supply pipe that supplies the cooling gas into the annular space,
3. The combustion furnace according to claim 1, wherein an opening that allows the light cylindrical body to communicate with the annular space is formed in front and rear positions of the window member of the light cylindrical body. Combustion chamber observation device.
冷却用筒状体の他端部に、環状空間から噴出される冷却用ガスを光線用筒状体の中心側に向かせるガイド部材を設けたことを特徴とする請求項3または4に記載の燃焼炉における燃焼室内観察装置。
5. The guide member for directing the cooling gas ejected from the annular space toward the center of the light beam tubular body is provided at the other end of the cooling tubular body. Combustion chamber observation device in a combustion furnace.
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