JP3173967B2 - ゴミ焼却炉のゴミ質推定方法 - Google Patents
ゴミ焼却炉のゴミ質推定方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ゴミ焼却炉で焼却処理
されるゴミが、含水量が多く燃えにくい質の悪いゴミで
あるのか、含水量が少なく燃え易い質の良いゴミである
のかといったゴミ質の良否を推定するゴミ焼却炉のゴミ
質推定方法に関する。
されるゴミが、含水量が多く燃えにくい質の悪いゴミで
あるのか、含水量が少なく燃え易い質の良いゴミである
のかといったゴミ質の良否を推定するゴミ焼却炉のゴミ
質推定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のゴミ焼却炉のゴミ質推定方法とし
ては、ゴミを炉内に投入するクレーン機構に備えた重量
計により計測された嵩比重に基づいて推定する方法、例
えば、嵩比重が大であればゴミ質が悪く、小であればゴ
ミ質が良いと推定する方法や、ストーカ式の焼却炉で
は、炉内温度とゴミのガス化燃焼が終了する地点（以
下、「燃えきり位置」という。）に基づいて推定する方
法、例えば、燃えきり位置が下流側にあり温度が低けれ
ばゴミ質が悪く、燃えきり位置が上流側にあり温度が高
ければゴミ質が良いと推定する方法等があった。
ては、ゴミを炉内に投入するクレーン機構に備えた重量
計により計測された嵩比重に基づいて推定する方法、例
えば、嵩比重が大であればゴミ質が悪く、小であればゴ
ミ質が良いと推定する方法や、ストーカ式の焼却炉で
は、炉内温度とゴミのガス化燃焼が終了する地点（以
下、「燃えきり位置」という。）に基づいて推定する方
法、例えば、燃えきり位置が下流側にあり温度が低けれ
ばゴミ質が悪く、燃えきり位置が上流側にあり温度が高
ければゴミ質が良いと推定する方法等があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来のゴミ焼却炉のゴミ質推定方法では実際に燃焼中の
ゴミに対する推定に正確さが欠ける虞があった。例え
ば、嵩比重に基づいてゴミ質を推定するものでは、炉内
に投入されてから実際に燃焼するまでに不定期な時間遅
れがあるために、実際に焼却処理されているゴミがいつ
投入されたゴミであるのかを正確に求めることができな
い。また、炉内温度と燃えきり位置に基づいてゴミ質を
推定するものでは、燃焼状態がストーカの搬送速度やス
トーカの下方からの一次燃焼用の空気の供給量に左右さ
れ、たとえ良質のゴミであってもストーカによる搬送速
度が速いために燃えきり位置が下流側に移動してしまう
場合があるのである。ところで、ゴミが燃焼する際の火
炎の大きさは、ストーカ上のゴミの量により変化し、ゴ
ミの量が多ければ火炎は比較的大きく、ゴミの量が少な
ければ火炎は小さくなる傾向を有しているが、ストーカ
上のゴミの量が多くても、燃えにくいゴミが多量に存在
すれば、火炎が小さくなる場合がある。従って、ゴミの
量を火炎の大きさから判断しようとしても、火炎の大き
さに対するゴミの質の影響を無視することができず、殊
に火炎が小さい場合には、ゴミの量を一義的に判断でき
ないという問題がある。 また、火炎領域におけるゴミの
燃焼温度には、燃えやすいゴミの場合には高く、燃えに
くいゴミの場合には低くなる傾向があるが、このゴミの
質を判定するのに、燃焼火炎を撮像して得られる画像デ
ータからＲ成分画像を火炎領域として抽出すると、火炎
に比して温度が低い炉壁等の背景の、Ｒ成分を多く含む
輻射画像と重なるために、コントラストが不十分とな
り、抽出画像のＳ／Ｎ比が悪化して、高温領域抽出の精
度の低下をもたらすという問題もある。
従来のゴミ焼却炉のゴミ質推定方法では実際に燃焼中の
ゴミに対する推定に正確さが欠ける虞があった。例え
ば、嵩比重に基づいてゴミ質を推定するものでは、炉内
に投入されてから実際に燃焼するまでに不定期な時間遅
れがあるために、実際に焼却処理されているゴミがいつ
投入されたゴミであるのかを正確に求めることができな
い。また、炉内温度と燃えきり位置に基づいてゴミ質を
推定するものでは、燃焼状態がストーカの搬送速度やス
トーカの下方からの一次燃焼用の空気の供給量に左右さ
れ、たとえ良質のゴミであってもストーカによる搬送速
度が速いために燃えきり位置が下流側に移動してしまう
場合があるのである。ところで、ゴミが燃焼する際の火
炎の大きさは、ストーカ上のゴミの量により変化し、ゴ
ミの量が多ければ火炎は比較的大きく、ゴミの量が少な
ければ火炎は小さくなる傾向を有しているが、ストーカ
上のゴミの量が多くても、燃えにくいゴミが多量に存在
すれば、火炎が小さくなる場合がある。従って、ゴミの
量を火炎の大きさから判断しようとしても、火炎の大き
さに対するゴミの質の影響を無視することができず、殊
に火炎が小さい場合には、ゴミの量を一義的に判断でき
ないという問題がある。 また、火炎領域におけるゴミの
燃焼温度には、燃えやすいゴミの場合には高く、燃えに
くいゴミの場合には低くなる傾向があるが、このゴミの
質を判定するのに、燃焼火炎を撮像して得られる画像デ
ータからＲ成分画像を火炎領域として抽出すると、火炎
に比して温度が低い炉壁等の背景の、Ｒ成分を多く含む
輻射画像と重なるために、コントラストが不十分とな
り、抽出画像のＳ／Ｎ比が悪化して、高温領域抽出の精
度の低下をもたらすという問題もある。
【０００４】本発明の目的は、上述の問題点に鑑みて、
ストーカの搬送速度や空気供給量にかかわらず、現在燃
焼中のゴミの質の良否を正確に推定できるゴミ焼却炉の
ゴミ質推定方法を提供する点にある。
ストーカの搬送速度や空気供給量にかかわらず、現在燃
焼中のゴミの質の良否を正確に推定できるゴミ焼却炉の
ゴミ質推定方法を提供する点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明によるゴミ焼却炉のゴミ質推定方法の第一の特徴
構成は、特許請求の範囲の請求項１の欄に記した通り、
撮像装置により燃焼火炎を撮像して得られる画像データ
から火炎領域を抽出し、抽出された火炎領域からさらに
所定の高温火炎領域を抽出し、前記火炎領域の面積が所
定の値よりも大なるときに、前記高温火炎領域の面積に
基づいて燃焼中のゴミ質の良否を推定する点にある。本
発明によるゴミ焼却炉のゴミ質推定方法の第二の特徴構
成は、特許請求の範囲の請求項２の欄に記した通り、カ
ラー撮像装置により燃焼火炎を撮像して得られる画像デ
ータからＧ成分が所定強度以上を示す画素を火炎領域し
て抽出し、抽出された火炎領域におけるＢ成分とＧ成分
の強度比が所定の値以上となる画素を高温火炎領域とし
て抽出し、前記火炎領域の画素数が所定の値よりも大な
るときに、前記高温火炎領域の画素数に基づいて燃焼中
のゴミ質の良否を推定する点にある。
本発明によるゴミ焼却炉のゴミ質推定方法の第一の特徴
構成は、特許請求の範囲の請求項１の欄に記した通り、
撮像装置により燃焼火炎を撮像して得られる画像データ
から火炎領域を抽出し、抽出された火炎領域からさらに
所定の高温火炎領域を抽出し、前記火炎領域の面積が所
定の値よりも大なるときに、前記高温火炎領域の面積に
基づいて燃焼中のゴミ質の良否を推定する点にある。本
発明によるゴミ焼却炉のゴミ質推定方法の第二の特徴構
成は、特許請求の範囲の請求項２の欄に記した通り、カ
ラー撮像装置により燃焼火炎を撮像して得られる画像デ
ータからＧ成分が所定強度以上を示す画素を火炎領域し
て抽出し、抽出された火炎領域におけるＢ成分とＧ成分
の強度比が所定の値以上となる画素を高温火炎領域とし
て抽出し、前記火炎領域の画素数が所定の値よりも大な
るときに、前記高温火炎領域の画素数に基づいて燃焼中
のゴミ質の良否を推定する点にある。
【０００６】
【作用】第一の特徴構成によれば、撮像装置により燃焼
火炎を撮像して得られる画像データから抽出された火炎
領域の面積は、極端に質の悪いゴミが大量に供給された
場合を除き、ストーカの搬送速度や空気供給量にかかわ
らず、ゴミ量が多ければ大きくなりゴミ量が少なければ
小さくなる傾向にあるので、火炎領域の面積からゴミ量
の多少が推定できる。従って、極端に質の悪いゴミが大
量に供給され、抽出された火炎領域の面積が極めて小さ
くなり、火炎領域の面積でゴミ量を一義的に表すことが
できない場合を除くべく、火炎領域の面積が所定の値よ
りも大なるときにのみ推定すれば、火炎領域の面積に基
づいておおよそのゴミ量が一義的に把握される。そし
て、火炎領域におけるゴミの燃焼温度は、質の良いゴミ
ほど全体的に高く、質の悪いゴミほど全体的に低くなる
傾向があるので、抽出された火炎領域からさらに所定温
度以上の高温火炎領域を抽出すれば、火炎領域の面積か
ら推定されるゴミ量に対して、前記高温火炎領域の面積
の程度からゴミ質が推定されることになる。例えば、火
炎面積がある程度大きくゴミ量が多いと推定されるにも
かかわらず、高温火炎面積が小さい場合にはゴミ質が悪
く、逆に、火炎面積が大きくゴミ量が多いと推定され、
高温火炎面積が大きい場合にはゴミ質が良いと推定され
るのである。第二の特徴構成によれば、ＲＧＢの各色成
分毎の強度データが得られるカラー撮像装置により燃焼
火炎を撮像して得られる画像データのうち、Ｒ成分より
も燃焼火炎と背景とのコントラストが明確なＧ成分に対
し、そのＧ成分が所定強度以上を示す画素を火炎領域し
て抽出すれば、上述と同様、前記火炎領域の画素数が所
定の値よりも大なるときにゴミ量の多少が推定できる。
そして、抽出された火炎領域における各画素毎にＢ成分
とＧ成分の強度比を求め、その比が所定の値以上となる
画素を高温火炎領域として抽出すれば、前記高温火炎領
域の画素数に基づいて燃焼中のゴミ質の良否が推定でき
るのである。尚、火炎色は、火炎温度が低い時は赤っぽ
いが、高温になるにつれ白っぽくなる。これは温度の上
昇に伴い、短波長のスペクトル強度が大きくなるためで
あるということが一般的に知られている。
火炎を撮像して得られる画像データから抽出された火炎
領域の面積は、極端に質の悪いゴミが大量に供給された
場合を除き、ストーカの搬送速度や空気供給量にかかわ
らず、ゴミ量が多ければ大きくなりゴミ量が少なければ
小さくなる傾向にあるので、火炎領域の面積からゴミ量
の多少が推定できる。従って、極端に質の悪いゴミが大
量に供給され、抽出された火炎領域の面積が極めて小さ
くなり、火炎領域の面積でゴミ量を一義的に表すことが
できない場合を除くべく、火炎領域の面積が所定の値よ
りも大なるときにのみ推定すれば、火炎領域の面積に基
づいておおよそのゴミ量が一義的に把握される。そし
て、火炎領域におけるゴミの燃焼温度は、質の良いゴミ
ほど全体的に高く、質の悪いゴミほど全体的に低くなる
傾向があるので、抽出された火炎領域からさらに所定温
度以上の高温火炎領域を抽出すれば、火炎領域の面積か
ら推定されるゴミ量に対して、前記高温火炎領域の面積
の程度からゴミ質が推定されることになる。例えば、火
炎面積がある程度大きくゴミ量が多いと推定されるにも
かかわらず、高温火炎面積が小さい場合にはゴミ質が悪
く、逆に、火炎面積が大きくゴミ量が多いと推定され、
高温火炎面積が大きい場合にはゴミ質が良いと推定され
るのである。第二の特徴構成によれば、ＲＧＢの各色成
分毎の強度データが得られるカラー撮像装置により燃焼
火炎を撮像して得られる画像データのうち、Ｒ成分より
も燃焼火炎と背景とのコントラストが明確なＧ成分に対
し、そのＧ成分が所定強度以上を示す画素を火炎領域し
て抽出すれば、上述と同様、前記火炎領域の画素数が所
定の値よりも大なるときにゴミ量の多少が推定できる。
そして、抽出された火炎領域における各画素毎にＢ成分
とＧ成分の強度比を求め、その比が所定の値以上となる
画素を高温火炎領域として抽出すれば、前記高温火炎領
域の画素数に基づいて燃焼中のゴミ質の良否が推定でき
るのである。尚、火炎色は、火炎温度が低い時は赤っぽ
いが、高温になるにつれ白っぽくなる。これは温度の上
昇に伴い、短波長のスペクトル強度が大きくなるためで
あるということが一般的に知られている。
【０００７】
【発明の効果】本発明によれば、現在燃焼中のゴミ質の
良否を正確に推定できるゴミ焼却炉のゴミ質推定方法を
提供することができるようになった。
良否を正確に推定できるゴミ焼却炉のゴミ質推定方法を
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
４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、前記ホッパ３内のゴミを下端部から炉内に
押し込み投入するプッシャ４と、前記プッシャ４により
投入されたゴミを攪拌搬送しながら焼却処理するストー
カ式の焼却処理帯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。
前記焼却処理帯５は、固定の火格子（図示せず）と、そ
の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（図示せず）とを、搬送方向に沿って交互に配し
た油圧駆動式のストーカ機構により、ゴミを搬送しなが
ら乾燥させる乾燥帯Ｌと、搬送しながら燃焼させる燃焼
帯Ｍと、搬送しながら灰化処理する後燃焼帯Ｎとから構
成してあり、前記可動の火格子の往復サイクルを可変と
することでゴミの搬送速度を調節自在に構成してある。
前記空気供給手段６は、ブロアファン６ａによる誘引空
気を、前記乾燥帯Ｌ、燃焼帯Ｍ、後燃焼帯Ｎそれぞれの
下方に各別に設けた風箱６ｃに送風路６ｂを介して供給
するように構成してあり、送風路６ｂの各風箱６ｃへの
出口側にダンパ機構６ｄを設けて、送風量を調節自在に
構成してある。前記焼却処理帯５の上部を、ゴミを直接
に焼却処理する一次燃焼領域１とし、さらにその上方空
間に形成した煙道を、燃焼ガスを完全燃焼させる二次燃
焼領域２としてあり、前記煙道入口側にブロアファン１
３ｂからの誘引空気を前記煙道に供給するノズル１３ａ
を備えた二次燃焼用空気供給機構１３を設けてある。前
記二次燃焼領域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１２を設けて燃焼により生
じた熱量を蒸気として発電装置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。
４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、前記ホッパ３内のゴミを下端部から炉内に
押し込み投入するプッシャ４と、前記プッシャ４により
投入されたゴミを攪拌搬送しながら焼却処理するストー
カ式の焼却処理帯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。
前記焼却処理帯５は、固定の火格子（図示せず）と、そ
の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（図示せず）とを、搬送方向に沿って交互に配し
た油圧駆動式のストーカ機構により、ゴミを搬送しなが
ら乾燥させる乾燥帯Ｌと、搬送しながら燃焼させる燃焼
帯Ｍと、搬送しながら灰化処理する後燃焼帯Ｎとから構
成してあり、前記可動の火格子の往復サイクルを可変と
することでゴミの搬送速度を調節自在に構成してある。
前記空気供給手段６は、ブロアファン６ａによる誘引空
気を、前記乾燥帯Ｌ、燃焼帯Ｍ、後燃焼帯Ｎそれぞれの
下方に各別に設けた風箱６ｃに送風路６ｂを介して供給
するように構成してあり、送風路６ｂの各風箱６ｃへの
出口側にダンパ機構６ｄを設けて、送風量を調節自在に
構成してある。前記焼却処理帯５の上部を、ゴミを直接
に焼却処理する一次燃焼領域１とし、さらにその上方空
間に形成した煙道を、燃焼ガスを完全燃焼させる二次燃
焼領域２としてあり、前記煙道入口側にブロアファン１
３ｂからの誘引空気を前記煙道に供給するノズル１３ａ
を備えた二次燃焼用空気供給機構１３を設けてある。前
記二次燃焼領域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１２を設けて燃焼により生
じた熱量を蒸気として発電装置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。
【０００９】図１及び図４に示すように、前記焼却処理
帯５の下流側後壁部に、前記燃焼帯Ｍにおける燃焼火炎
を撮影入力する撮像手段２０としてのカラーＣＣＤカメ
ラを設け、その撮像手段２０による入力画像データから
前記燃焼帯Ｍにおける燃焼中のゴミの質を推定するマイ
クロコンピュータ利用の画像処理手段２１を設けてゴミ
質推定装置を構成してある。画像処理手段２１は、図１
に示すように、撮像手段２０から入力された画像データ
を赤（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）の色成分に分解してメモリ
に格納し、緑（Ｇ）成分の画像データから火炎領域を抽
出する第一演算手段Ｃ１と、前記第一演算手段Ｃ１によ
り抽出された火炎領域における青（Ｂ）成分と緑（Ｇ）
成分の強度比を演算導出して、その値から高温領域の面
積を抽出する第二演算手段Ｃ２と、前記第一演算手段Ｃ
１により抽出された炎領域の面積と前記第二演算手段Ｃ
２により抽出された高温領域の面積とから前記燃焼帯Ｍ
で焼却処理されているゴミの質を推定する第三演算手段
Ｃ３とからなる。
帯５の下流側後壁部に、前記燃焼帯Ｍにおける燃焼火炎
を撮影入力する撮像手段２０としてのカラーＣＣＤカメ
ラを設け、その撮像手段２０による入力画像データから
前記燃焼帯Ｍにおける燃焼中のゴミの質を推定するマイ
クロコンピュータ利用の画像処理手段２１を設けてゴミ
質推定装置を構成してある。画像処理手段２１は、図１
に示すように、撮像手段２０から入力された画像データ
を赤（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）の色成分に分解してメモリ
に格納し、緑（Ｇ）成分の画像データから火炎領域を抽
出する第一演算手段Ｃ１と、前記第一演算手段Ｃ１によ
り抽出された火炎領域における青（Ｂ）成分と緑（Ｇ）
成分の強度比を演算導出して、その値から高温領域の面
積を抽出する第二演算手段Ｃ２と、前記第一演算手段Ｃ
１により抽出された炎領域の面積と前記第二演算手段Ｃ
２により抽出された高温領域の面積とから前記燃焼帯Ｍ
で焼却処理されているゴミの質を推定する第三演算手段
Ｃ３とからなる。
【００１０】以下、前記画像処理手段２１による処理
を、図３に示すフローチャートに基づいて詳述する。撮
像手段２０から入力された画像データを赤（Ｒ）緑
（Ｇ）青（Ｂ）の色成分に分解すると、各画素毎に赤
（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）の強度データが得られる＜＃１
＞。一般に、物体は、約１０００Ｋ以上の温度では可視
光を放射しており、その温度が上昇すると最初に赤、次
に黄、緑、青、最後に紫という具合に光のエネルギース
ペクトルに新しい色の部分が付け加わる。焼却炉におけ
る燃焼帯Ｍに対して、撮像手段２０により得られた画像
データには、火炎部分以外に側壁やゴミ自身のデータも
含まれ、それらの部位の温度や反射光による色成分が混
在するため、火炎のみを正確に抽出するためには、比較
的低温部位を示す赤（Ｒ）成分を参照しない方が好まし
い。一方、青（Ｂ）成分は、火炎温度に応じて大きく変
動するので、この成分のみにより炎の領域を特定するの
も好ましくない。そこで、前記第一演算手段Ｃ１は、図
２（イ）に示すように、緑（Ｇ）成分の強度データが所
定の閾値より大なる画素を火炎領域に対応する画素、即
ち、火炎面積（ＳF ）として抽出する＜＃２＞，＜＃３
＞。ここに、閾値は限定するものではなく、炉の規模や
運転条件により適宜設定すればよい。前記第二演算手段
Ｃ２は、前記第一演算手段Ｃ１により抽出された火炎領
域における青（Ｂ）成分と緑（Ｇ）成分の強度比（ＩB
／ＩG ）を画素毎に演算導出して、その値が所定の閾値
以上となる画素を、図２（イ）に示すように、高温火炎
領域の面積（ＳH ）として抽出する＜＃４＞，＜＃５
＞。この場合の閾値も特に限定するものではなく、炉の
規模や運転条件により適宜設定すればよい。前記第三演
算手段Ｃ３は、前記第一演算手段Ｃ１により抽出された
火炎領域が所定の値、例えば、想定される最大火炎面積
の５０パーセントよりも大であるか否かを推定して＜＃
６＞、大であるときには、前記第二演算手段Ｃ２により
抽出された高温火炎領域の面積から前記燃焼帯Ｍで焼却
処理されているゴミの質を推定する＜＃７＞。ここで、
火炎領域の所定の値として想定される最大火炎面積の５
０パーセントとしてあるが、この値も特に限定するもの
ではなく、炉の規模や処理される平均的なゴミ質等の諸
条件を参考に決定すればよい。つまり、撮像装置２０に
より燃焼火炎を撮像して得られる画像データから抽出さ
れた火炎領域の面積（ＳF ）は、極端に質の悪いゴミが
大量に供給された場合を除き、ストーカの搬送速度や空
気供給量にかかわらず、ゴミ量が多ければ大きくなりゴ
ミ量が少なければ小さくなる傾向にあるので、火炎領域
の面積からゴミ量の多少が推定できる。従って、極端に
質の悪いゴミが大量に供給され、抽出された火炎領域の
面積（ＳF ）が極めて小さくなり、火炎領域の面積でゴ
ミ量を一義的に表すことができない場合を除くべく、火
炎領域の面積（ＳF ）が所定の値（上述の例では、その
閾値が想定される最大火炎面積の５０パーセントとな
る）よりも大なるときにのみ推定すれば、火炎領域の面
積に基づいておおよそのゴミ量が一義的に把握される。
そして、火炎領域におけるゴミの燃焼温度は、質の良い
ゴミほど勢いよく燃えるために全体的に高く、質の悪い
ゴミほど全体的に低くなる傾向があるので、抽出された
火炎領域からさらに所定の高温火炎領域を抽出すれば、
火炎領域の面積（ＳF ）から推定されるゴミ量に対し
て、前記高温火炎領域の面積（ＳH ）の程度からゴミ質
が推定されることになる。つまり、図２（ロ）に示すよ
うに、ゴミ質が良い場合には火炎領域の面積（Ｓ F ）の
増大に比例して高温火炎領域の面積（ＳH ）が増大する
傾向にある。また、ゴミ質が悪い場合には火炎領域の面
積（ＳF ）の増大にかかわらず高温火炎領域の面積（Ｓ
H ）はあまり増大しないが、火炎領域の面積（ＳF ）が
極めて大きくなったときに高温火炎領域の面積（ＳH ）
も急激に大きくなる傾向がある。そこで、火炎面積があ
る程度大きくゴミ量が多いと推定されるにもかかわら
ず、高温火炎面積がかなり小さい場合（図中領域iii ）
にはゴミ質が極端に悪く、高温火炎面積が中程度の場合
（図中領域ii）にはゴミ質がやや悪く、高温火炎面積が
大きい場合（図中領域i ）にはゴミ質が良いと推定され
る。さらに、火炎面積が中程度でゴミ量が適量と推定さ
れるにもかかわらず、高温火炎面積がかなり小さい場合
（図中領域v ）にはゴミ質がやや悪く、高温火炎面積が
中程度であれば（図中領域iv）ゴミ質は平均的であると
推定される。ゴミ質が悪いと推定されると＜＃８＞、コ
ンピュータ利用の制御手段２２を介して前記ストーカ機
構を通常よりも減速させてゴミの燃焼時間を確保すると
ともに、空気供給手段６のダンパ機構６ｄを調節して前
記燃焼帯Ｍへの供給空気量を増加させて燃焼を活発化さ
せる＜＃９＞。ここに、制御手段２２による空気供給量
や搬送速度の制御方式は、特に限定するものではなく、
ＰＩＤ制御方式、ファジィ制御、その他ＡＩ制御方式等
適宜公知の方式を用いることができる。即ち、前記撮像
手段２０と前記画像処理手段２１と前記制御手段２２と
で燃焼制御装置が構成される。
を、図３に示すフローチャートに基づいて詳述する。撮
像手段２０から入力された画像データを赤（Ｒ）緑
（Ｇ）青（Ｂ）の色成分に分解すると、各画素毎に赤
（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）の強度データが得られる＜＃１
＞。一般に、物体は、約１０００Ｋ以上の温度では可視
光を放射しており、その温度が上昇すると最初に赤、次
に黄、緑、青、最後に紫という具合に光のエネルギース
ペクトルに新しい色の部分が付け加わる。焼却炉におけ
る燃焼帯Ｍに対して、撮像手段２０により得られた画像
データには、火炎部分以外に側壁やゴミ自身のデータも
含まれ、それらの部位の温度や反射光による色成分が混
在するため、火炎のみを正確に抽出するためには、比較
的低温部位を示す赤（Ｒ）成分を参照しない方が好まし
い。一方、青（Ｂ）成分は、火炎温度に応じて大きく変
動するので、この成分のみにより炎の領域を特定するの
も好ましくない。そこで、前記第一演算手段Ｃ１は、図
２（イ）に示すように、緑（Ｇ）成分の強度データが所
定の閾値より大なる画素を火炎領域に対応する画素、即
ち、火炎面積（ＳF ）として抽出する＜＃２＞，＜＃３
＞。ここに、閾値は限定するものではなく、炉の規模や
運転条件により適宜設定すればよい。前記第二演算手段
Ｃ２は、前記第一演算手段Ｃ１により抽出された火炎領
域における青（Ｂ）成分と緑（Ｇ）成分の強度比（ＩB
／ＩG ）を画素毎に演算導出して、その値が所定の閾値
以上となる画素を、図２（イ）に示すように、高温火炎
領域の面積（ＳH ）として抽出する＜＃４＞，＜＃５
＞。この場合の閾値も特に限定するものではなく、炉の
規模や運転条件により適宜設定すればよい。前記第三演
算手段Ｃ３は、前記第一演算手段Ｃ１により抽出された
火炎領域が所定の値、例えば、想定される最大火炎面積
の５０パーセントよりも大であるか否かを推定して＜＃
６＞、大であるときには、前記第二演算手段Ｃ２により
抽出された高温火炎領域の面積から前記燃焼帯Ｍで焼却
処理されているゴミの質を推定する＜＃７＞。ここで、
火炎領域の所定の値として想定される最大火炎面積の５
０パーセントとしてあるが、この値も特に限定するもの
ではなく、炉の規模や処理される平均的なゴミ質等の諸
条件を参考に決定すればよい。つまり、撮像装置２０に
より燃焼火炎を撮像して得られる画像データから抽出さ
れた火炎領域の面積（ＳF ）は、極端に質の悪いゴミが
大量に供給された場合を除き、ストーカの搬送速度や空
気供給量にかかわらず、ゴミ量が多ければ大きくなりゴ
ミ量が少なければ小さくなる傾向にあるので、火炎領域
の面積からゴミ量の多少が推定できる。従って、極端に
質の悪いゴミが大量に供給され、抽出された火炎領域の
面積（ＳF ）が極めて小さくなり、火炎領域の面積でゴ
ミ量を一義的に表すことができない場合を除くべく、火
炎領域の面積（ＳF ）が所定の値（上述の例では、その
閾値が想定される最大火炎面積の５０パーセントとな
る）よりも大なるときにのみ推定すれば、火炎領域の面
積に基づいておおよそのゴミ量が一義的に把握される。
そして、火炎領域におけるゴミの燃焼温度は、質の良い
ゴミほど勢いよく燃えるために全体的に高く、質の悪い
ゴミほど全体的に低くなる傾向があるので、抽出された
火炎領域からさらに所定の高温火炎領域を抽出すれば、
火炎領域の面積（ＳF ）から推定されるゴミ量に対し
て、前記高温火炎領域の面積（ＳH ）の程度からゴミ質
が推定されることになる。つまり、図２（ロ）に示すよ
うに、ゴミ質が良い場合には火炎領域の面積（Ｓ F ）の
増大に比例して高温火炎領域の面積（ＳH ）が増大する
傾向にある。また、ゴミ質が悪い場合には火炎領域の面
積（ＳF ）の増大にかかわらず高温火炎領域の面積（Ｓ
H ）はあまり増大しないが、火炎領域の面積（ＳF ）が
極めて大きくなったときに高温火炎領域の面積（ＳH ）
も急激に大きくなる傾向がある。そこで、火炎面積があ
る程度大きくゴミ量が多いと推定されるにもかかわら
ず、高温火炎面積がかなり小さい場合（図中領域iii ）
にはゴミ質が極端に悪く、高温火炎面積が中程度の場合
（図中領域ii）にはゴミ質がやや悪く、高温火炎面積が
大きい場合（図中領域i ）にはゴミ質が良いと推定され
る。さらに、火炎面積が中程度でゴミ量が適量と推定さ
れるにもかかわらず、高温火炎面積がかなり小さい場合
（図中領域v ）にはゴミ質がやや悪く、高温火炎面積が
中程度であれば（図中領域iv）ゴミ質は平均的であると
推定される。ゴミ質が悪いと推定されると＜＃８＞、コ
ンピュータ利用の制御手段２２を介して前記ストーカ機
構を通常よりも減速させてゴミの燃焼時間を確保すると
ともに、空気供給手段６のダンパ機構６ｄを調節して前
記燃焼帯Ｍへの供給空気量を増加させて燃焼を活発化さ
せる＜＃９＞。ここに、制御手段２２による空気供給量
や搬送速度の制御方式は、特に限定するものではなく、
ＰＩＤ制御方式、ファジィ制御、その他ＡＩ制御方式等
適宜公知の方式を用いることができる。即ち、前記撮像
手段２０と前記画像処理手段２１と前記制御手段２２と
で燃焼制御装置が構成される。
【００１１】以下に別実施例を説明する。先の実施例で
は、撮像手段２０としてのカラーＣＣＤカメラを用いた
場合を説明したが、撮像手段２０としてはこれに限定す
るものではなく、モノクロのカメラであってもよい。こ
の場合には、燃焼火炎と背景とを分離する第一の閾値で
輝度データを二値化して火炎領域を抽出し、抽出された
火炎領域に対して前記第一の閾値よりも高い第二の閾値
で二値化することにより高温火炎領域を抽出することが
できる。
は、撮像手段２０としてのカラーＣＣＤカメラを用いた
場合を説明したが、撮像手段２０としてはこれに限定す
るものではなく、モノクロのカメラであってもよい。こ
の場合には、燃焼火炎と背景とを分離する第一の閾値で
輝度データを二値化して火炎領域を抽出し、抽出された
火炎領域に対して前記第一の閾値よりも高い第二の閾値
で二値化することにより高温火炎領域を抽出することが
できる。
【００１２】先の実施例では、火炎領域を抽出するとき
の閾値に関して特に言及していないが、背景と燃焼火炎
とを分離できる値であれば任意の値でよい。また、高温
火炎領域を抽出するときの閾値に関しても任意である
が、例えば、１０００℃以上の温度となる領域を一つの
目安として設定することができる。
の閾値に関して特に言及していないが、背景と燃焼火炎
とを分離できる値であれば任意の値でよい。また、高温
火炎領域を抽出するときの閾値に関しても任意である
が、例えば、１０００℃以上の温度となる領域を一つの
目安として設定することができる。
【００１３】先の実施例では、緑（Ｇ）成分の強度デー
タが所定の閾値より大なる画素を火炎領域に対応する画
素、即ち、火炎面積（ＳF ）として抽出し、抽出された
火炎領域における青（Ｂ）成分と緑（Ｇ）成分の強度比
（ＩB ／ＩG ）を画素毎に演算導出して、その値が所定
の閾値以上となる画素を高温火炎領域の面積（ＳH ）と
して抽出するものを説明したが、精度の多少の低下が考
えられるものの、火炎面積（ＳF ）の抽出を赤（Ｒ）成
分の強度データに基づいて行うものであってもよい。
タが所定の閾値より大なる画素を火炎領域に対応する画
素、即ち、火炎面積（ＳF ）として抽出し、抽出された
火炎領域における青（Ｂ）成分と緑（Ｇ）成分の強度比
（ＩB ／ＩG ）を画素毎に演算導出して、その値が所定
の閾値以上となる画素を高温火炎領域の面積（ＳH ）と
して抽出するものを説明したが、精度の多少の低下が考
えられるものの、火炎面積（ＳF ）の抽出を赤（Ｒ）成
分の強度データに基づいて行うものであってもよい。
【００１４】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するものではない。
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するものではない。
【図１】要部の説明図
【図２】要部の説明図
【図３】フローチャート
【図４】ゴミ焼却炉の概略構成図
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23G 5/50 F23M 11/04
Claims (2)
- 【請求項１】 撮像装置により燃焼火炎を撮像して得ら
れる画像データから火炎領域を抽出し、抽出された火炎
領域からさらに所定の高温火炎領域を抽出し、前記火炎
領域の面積が所定の値よりも大なるときに、前記高温火
炎領域の面積に基づいて燃焼中のゴミ質の良否を推定す
るゴミ焼却炉のゴミ質推定方法。 - 【請求項２】 カラー撮像装置により燃焼火炎を撮像し
て得られる画像データからＧ成分が所定強度以上を示す
画素を火炎領域として抽出し、抽出された火炎領域にお
けるＢ成分とＧ成分の強度比が所定の値以上となる画素
を高温火炎領域として抽出し、前記火炎領域の画素数が
所定の値よりも大なるときに、前記高温火炎領域の画素
数に基づいて燃焼中のゴミ質の良否を推定するゴミ焼却
炉のゴミ質推定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16334395A JP3173967B2 (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | ゴミ焼却炉のゴミ質推定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16334395A JP3173967B2 (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | ゴミ焼却炉のゴミ質推定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0914630A JPH0914630A (ja) | 1997-01-17 |
| JP3173967B2 true JP3173967B2 (ja) | 2001-06-04 |
Family
ID=15772077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16334395A Expired - Fee Related JP3173967B2 (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | ゴミ焼却炉のゴミ質推定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3173967B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102408335B1 (ko) | 2020-09-04 | 2022-06-13 | 김민지 | 유아용 아기띠 |
-
1995
- 1995-06-29 JP JP16334395A patent/JP3173967B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102408335B1 (ko) | 2020-09-04 | 2022-06-13 | 김민지 | 유아용 아기띠 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0914630A (ja) | 1997-01-17 |
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Legal Events
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