JP3907365B2 - Method and apparatus for detecting large incombustibles in garbage incinerator - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴミ焼却炉において焼却処理帯に混入する大型不燃物の検出に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のゴミ焼却炉は、例えば図7に示すように、ゴミ焼却炉1には、被処理物受入機構2で受け入れた廃棄物を搬送しながら焼却処理する焼却処理帯Aを形成するストーカ式火床3を備えており、前記焼却処理帯Aを、炉内に投入された廃棄物を乾燥する乾燥帯A1と、乾燥後の廃棄物を燃焼させる燃焼帯A2と、前記廃棄物が燃焼した後の燃焼残渣を後燃焼させる後燃焼帯A3とに領域分けして前記ストーカ式火床3を構成してある。そして、炉内に投入された廃棄物を安定して焼却処理するために、前記ストーカ式火床3の下流側に炉内監視カメラ11を設けて、その撮像したカメラ映像から前記燃焼帯A2における火炎の下流側の端縁位置を燃え切り位置として検出するように構成した燃え切り位置検出手段14を設けて、その検出する燃え切り位置を、前記燃焼帯A2を形成するストーカ式火床3上の所定の領域内に維持するように、廃棄物の投入速度、前記ストーカ式火床3の搬送速度、前記ストーカ式火床3の下方から供給される一次空気の供給量等が調節されるのである。前記後燃焼帯A3で燃え切った焼却灰は、前記ストーカ式火床3の下流側端部から灰シュート4を経て灰搬出機構5に落下し、排出されるのである。この灰搬出機構5はスクリーンコンベアで構成されて、通常水中に設けられ、水封されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように構成された従来のゴミ焼却炉においては、ストーカ式火床3上の廃棄物中に混入した不燃物を検出する手段は備えていなかったから、これらの不燃物がストーカ式火床3の燃焼帯A2から排出される燃焼残渣と共に後燃焼帯A3に送り出され、さらに、そこで残った焼却灰と共に灰シュート4から灰ピットに落下するようになる。この不燃物には、時として、大きな寸法の大型不燃物が含まれていることがある。こうした大型不燃物には、例えば家電製品、ガスボンベ等があり、前記灰シュート4の途中で引っ掛かって、前記灰シュート4に損傷を及ぼす場合がある。また、これよりは小さくても、前記灰シュート4から灰搬出機構5に落下して、前記灰搬出機構5に障害を及ぼすようなものがある。こうした大型不燃物による炉の損傷を防止するためには、ゴミピットから被処理物受入機構2への廃棄物の投入に先立ち、廃棄物を検査することが考えられるが、大きな収容空間を有するゴミピット内の廃棄物に埋もれた大型不燃物を上方からの観察により発見することは困難である。そこで残された手段は、これに代えて前記ストーカ式火床3上の焼却処理帯Aを目視により監視し、前記ストーカ式火床3の上に大型不燃物を発見すれば、それが前記後燃焼帯A3に移動するのを待って、一旦炉を停止し、下流側から作業者が立ち入って、発見した大型不燃物を撤去することであった。しかし、この炉内監視で見過ごされた大型不燃物があれば、前記大型不燃物が前記灰シュート4の下方に落下して、炉の操業を継続することができなくなる場合も考えられる。従って、こうした手段に頼る場合には、確実に大型不燃物を発見しなければならず、作業者にとって大きな負担となるのみならず、前記灰搬出機構5前記灰シュート4中或いはその下方の前記灰搬出機構5に大型不燃物が落下した場合には、撤去に際しては炉の一部を解体しなければならない場合もあり、安定操業を阻害するという問題もあった。
そこで、本発明のゴミ焼却炉の大型不燃物検出方法及び装置は、上記の問題点を解決し、炉に障害を発生するおそれのある大型不燃物を早期に検出し、灰シュートや灰搬出機構における大型不燃物に起因する損傷を事前に阻止し、炉停止時間の短縮を図る手段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】
【0005】
〔本発明の特徴手段〕
本発明に係るゴミ焼却炉の大型不燃物検出方法は、投入された廃棄物を搬送しながら焼却処理する焼却処理帯を形成するストーカ式火床を備えるゴミ焼却炉において、炉内監視カメラのカメラ映像を基に不燃物を検出する点に主たる特徴を有するものであり、以下のような特徴を備えるものである。
【0006】
上記の目的のための本発明のゴミ焼却炉の大型不燃物検出方法の特徴手段は、請求項1に記載の如く、ストーカ式火床の下流側から焼却処理帯を炉内監視カメラで撮像し、撮像したカメラ映像を入力して前記カメラ映像から火炎画像を抽出し、前記火炎画像を炉幅方向に、少なくとも検出対象不燃物の幅よりも狭い幅に領域分割して、その領域分割した分割領域毎に火炎の終端位置を求め、前記領域毎に検出した火炎の終端位置のうちで最下流側のものを燃え切り位置とし、その燃え切り位置から、予め設定された標準寸法以上に離間する火炎終端位置を、互いに隣接する複数の分割領域に検出した場合に、前記焼却処理帯上に大型不燃物が存在すると判定する点にある。
【0007】
〔本発明の特徴構成〕
本発明に係るゴミ焼却炉の大型不燃物検出装置は、投入された廃棄物を搬送しながら焼却処理する焼却処理帯を形成するストーカ式火床を備えるゴミ焼却炉において、前記ストーカ式火床の下流側から炉内の前記焼却処理帯を監視可能な炉内監視カメラを設けて、そのカメラ映像を基に、前記焼却処理帯上の大型不燃物の存在を判定する判定手段を設けた点に特徴を有するものであり、夫々に以下のような特徴を備えるものである。
【0008】
上記の目的のための本発明のゴミ焼却炉の大型不燃物検出装置の第1特徴構成は、請求項2に記載の如く、ストーカ式火床の下流側から炉内の焼却処理帯を監視可能な炉内監視カメラと、その炉内監視カメラの撮像するカメラ映像を入力して前記カメラ映像を解析する画像解析手段とを設けて、前記画像解析手段に、入力したカメラ映像から火炎画像を抽出する火炎抽出手段と、前記火炎抽出手段で抽出した火炎画像を炉幅方向に、少なくとも検出対象不燃物の幅よりも狭い幅に領域分割して、その領域分割した分割領域毎に火炎の終端位置を検出する燃え切り位置検出手段と、前記燃え切り位置検出手段により前記領域毎に検出した火炎の終端位置から大型不燃物の存在を判定する判定手段とを設け、前記判定手段を、前記複数の火炎の終端位置のうちで最下流側のものを燃え切り位置とし、その燃え切り位置から、予め設定された標準寸法以上に離間する火炎終端位置を、互いに隣接する複数の分割領域に検出した場合に、前記焼却処理帯上に大型不燃物が存在すると判定するように構成してある点にある。
【0009】
上記の目的のための本発明のゴミ焼却炉の大型不燃物検出装置の第2特徴構成は、請求項3に記載の如く、前記第1特徴構成における判定手段を、前記互いに隣接する複数の分割領域で検出した火炎終端位置の平均位置と前記燃え切り位置との距離を不燃物の代表寸法として演算導出して、その代表寸法により大型不燃物の大きさを判断するように構成してある点にある。
【0010】
上記の目的のための本発明のゴミ焼却炉の大型不燃物検出装置の第3特徴構成は、請求項4に記載の如く、前記第2特徴構成において、大型不燃物の大きさによるクラスを設けて、判定手段で検出した大型不燃物の代表寸法に基づき、前記クラスに応じた警報を発するように構成してある警報手段を設けた点にある。
【0011】
上記の目的のための本発明のゴミ焼却炉の大型不燃物検出装置の第4特徴構成は、請求項5に記載の如く、前記第3特徴構成において、判定手段によりストーカ式火床上に大型不燃物があると判断した場合に、判断した大きさが所定寸法以上であれば、ストーカ式火床を停止するように構成してある点にある。
【0012】
〔特徴手段の作用及び効果〕
上記本発明に係るゴミ焼却炉の大型不燃物検出方法によれば、炉に障害を発生するおそれのある大型不燃物がストーカ式火床上に存在することを早期に検出し、灰シュートや灰搬出機構における大型不燃物の詰まりを防止して、炉の損傷を事前に阻止し、炉停止時間の短縮を図ることが可能になり、以下のような独特の作用効果を奏する。
【0013】
上記本発明に係るゴミ焼却炉の大型不燃物検出方法の特徴手段によれば、ストーカ式火床の下流側から撮像したカメラ映像を基に、特定波長領域における特定輝度以上の画像を抽出すれば、火炎画像が容易に抽出できるから、その火炎画像の最下流側における火炎の終端位置を燃え切り位置として認識できるのである。そこで、前記ストーカ式火床上に大型不燃物が存在すれば、前記火炎画像の中で輝度の低い領域が形成されるから、その火炎画像を炉幅方向に領域分割して、各分割領域において火炎画像の最下流側における火炎の終端位置を検出すれば、その終端位置と前記燃え切り位置との間に不燃物が存在する可能性があるのである。そこで、燃焼むらを不燃物として検出することを避けるために、前記燃え切り位置から、予め設定された標準寸法以上に離間する火炎終端位置を、互いに隣接する複数の分割領域に検出した場合に、焼却処理帯上に大型不燃物が存在すると判定するのである。
つまり、予め、例えば前記灰シュートに落下して障害を及ぼす可能性のある最小寸法を標準寸法として設定してあれば、この標準寸法以上に離間する火炎終端位置を互いに隣接する複数の分割領域に検出すれば、それらの分割領域上に炉にとって有害な大型不燃物が存在すると判断し、これを除去すべき大型不燃物であると判定するのである。その結果、大型不燃物を検出した場合に炉を停止して、その大型不燃物を除去すれば、その大型不燃物に起因する前記灰シュートや前記灰搬出機構の損傷を未然に防止することが可能となるのである。
【0014】
〔特徴構成の作用及び効果〕
上記本発明に係るゴミ焼却炉の大型不燃物検出装置によれば、大型不燃物の存在を早期に判定できて、遅滞なく処置できるようになり、夫々に、以下のような独特の作用効果を奏する。
【0015】
上記本発明に係るゴミ焼却炉の大型不燃物検出装置の第1特徴構成によれば、上記第1特徴手段と同様の作用効果を奏するようになる。つまり、火炎抽出手段でカメラ映像から抽出した火炎画像を、画像解析手段に入力し、前記火炎画像を炉幅方向に領域分割して、夫々の分割領域における火炎終端位置を燃え切り位置検出手段により検出して、検出した火炎終端位置のうちの最下流側のものを燃え切り位置として検出し、その燃え切り位置から、予め設定された標準寸法以上に離間する火炎終端位置を、互いに隣接する複数の分割領域に検出した場合に、前記焼却処理帯上に大型不燃物が存在すると判定するのである。
ここで、小型の不燃物は炉に障害を及ぼすおそれがないことと、火炎の低温域の長さが同様にして不燃物として検出されることがあるので、予め設定された標準寸法以上に離間する火炎終端位置を、互いに隣接する複数の分割領域に検出した場合に大型不燃物がストーカ式火床上に存在すると判定するのである。
【0016】
上記本発明に係るゴミ焼却炉の大型不燃物検出装置の第2特徴構成によれば、上記第1特徴構成の作用効果を奏しながら、判定手段によって大型不燃物の大きさを判断できるのである。その結果、判断した大型不燃物の寸法によって、適切な処置を講ずることができるようになる。例えば、直ちに炉を停止すべきか、前記大型不燃物が後燃焼帯に送り出されるのを待って炉を停止するかの判断ができるのである。
【0017】
上記本発明に係るゴミ焼却炉の大型不燃物検出装置の第3特徴構成によれば、上記第2特徴構成の作用効果を奏する中で、大型不燃物があると判断した結果の処置を迅速に決定できるのである。つまり、大型不燃物の代表寸法に対してクラス分けし、そのクラスに応じた警報を発するように構成してある警報手段を設けたことで、警報のクラスに適応した対策を簡単に判断できるのである。
【0018】
上記本発明に係るゴミ焼却炉の大型不燃物検出装置の第4特徴構成によれば、上記第3特徴構成の作用効果を奏する中で、炉を緊急停止しなければならないほど大きな大型不燃物が検出された場合に、作業者が判断することによって処置が遅れることを防止できるのである。
【0019】
【発明の実施の形態】
上記本発明に係るゴミ焼却炉の大型不燃物検出方法及びそれに用いられる大型不燃物検出装置の実施の形態の一例について、以下に、図面を参照しながら説明する。尚、前記従来の技術において説明に用いた図7における要素と同じ要素並びに同等の機能を有する要素に関しては、先の図7に付したと同一の符号を付し、詳細の説明の一部は省略する。
【0020】
本発明に係るゴミ焼却炉は、図1に示すように、投入された廃棄物を搬送しながら焼却処理する、乾燥帯A1、燃焼帯A2、後燃焼帯A3に領域分けされた焼却処理帯Aを形成するストーカ式火床3を備えている。また、先に図7を参照して説明したと同様の炉内監視カメラ11を設けてある。
【0021】
前記ゴミ焼却炉には、本発明の特徴として、前記ストーカ式火床3上に大型不燃物が存在する場合に、その大型不燃物を検出する大型不燃物検出装置10を設ける。この大型不燃物検出装置10は、前記炉内監視カメラ11と、その炉内監視カメラ11の撮像するカメラ映像を入力して前記カメラ映像を解析する画像解析手段12とを設けて構成する。前記画像解析手段12には、図2に示すように、入力したカメラ映像から火炎画像を抽出する火炎抽出手段13と、その火炎抽出手段13で抽出した火炎画像を炉幅方向に、少なくとも検出対象不燃物Bの幅よりも狭い幅に領域分割して、その領域分割した分割領域毎に火炎の終端位置を検出する燃え切り位置検出手段14と、前記燃え切り位置検出手段14により前記分割領域毎に検出した火炎の終端位置から燃え切り位置と大型不燃物の存在とを判定する判定手段15とを設ける。
【0022】
前記判定手段15は、前記複数の火炎の終端位置のうちで最下流側のものを燃え切り位置として判定し、その燃え切り位置から上流側に離間する火炎終端位置を連続する複数の分割領域に検出した場合に、検出対象不燃物Bが前記焼却処理帯Aに存在すると判定し、その隣接する複数の分割領域で検出した火炎終端位置の平均位置と前記燃え切り位置との間の距離を前記検出対象不燃物Bの代表寸法として演算導出し、前記代表寸法が、予め設定された標準寸法以上の場合に、前記焼却処理帯A上に検出した不燃物が大型不燃物であると判定するように構成する。
【0023】
上述の大型不燃物検出装置10における検出対象不燃物Bに関する代表寸法 (S)の演算導出は、例えば図2に示した構成図のようにして行うことができる。先ず、炉内監視カメラ11により撮像したカメラ映像(図3参照)を入力して、画像解析手段12で火炎抽出手段13により前記カメラ映像中の火炎に特有の特定の条件(例えば、特定波長領域、3色分解したG成分画素中の特定強度部分等)を満足する領域を切り出し、火炎画像を形成する。この際、前記カメラ映像における燃焼帯A2の下流側端3a及び両側端3bは同時に切り出しておく(図4参照)。尚、両図において、(イ)は不燃物の存在しない状態のカメラ映像及びそれから切り出しが火炎映像であり、(ロ)は、何れも燃焼帯A2上に検出対象不燃物Bが存在する場合のものである。以下、両者を共に参照するが、主として検出対象不燃物Bが検出される場合について説明する。
【0024】
燃え切り位置検出手段14では、切り出した火炎画像を、炉幅方向に領域分割する(図5参照)。この領域分割の分割幅は、予め、少なくとも検出しようとする検出対象不燃物Bの大きさよりも狭く設定しておく。そして、判定手段15において、前記火炎画像の各分割領域における下流側端として認識される火炎の終端位置(EB1,EB2,・・・EBn,・・・)のうち、最下流に位置する火炎の終端位置を、前記燃焼帯A2の下流側端からの距離と対比して燃え切り位置(EEB)として検出するのである。ここで、仮に前記焼却処理帯A上で、火炎の終端位置に近い位置に検出対象不燃物Bが存在すれば、図5(ロ)に示すように、前記火炎画像に、火炎が前記検出対象不燃物Bの陰となった部分が暗くなった陰影が生ずるのである。この陰影は、検出対象不燃物Bの寸法を代表しており、前記分割幅よりも検出対象不燃物Bの幅が大きければ、複数の分割領域に亘って連続して生ずるのである。このことから、複数の分割領域に亘って連続する陰影の検出により、前記判定手段15においては、検出対象不燃物Bの存在を判定するのである。こうして検出対象不燃物Bの存在を判定すれば、前記陰影を連続して形成する分割領域における火炎終端位置の平均位置(EBm)と、前記燃え切り位置 (EEB)との間の距離(L)を前記検出対象不燃物Bの代表寸法(S)として演算導出するのである。前記代表寸法(S)が予め設定された標準寸法以上である場合に、前記大型不燃物検出装置10においては、前記焼却処理帯Aに大型不燃物があるとして判断するのである。前記距離(L)は、連続して演算導出し、同じ分割領域において検出される前記距離(L)が最大値を示したところで、その最大を示した距離(L)を前記代表寸法(S)とし、前記代表寸法(S)の検出を終わるようにすれば、前記検出対象不燃物Bの過小評価を避けることができる。
【0025】
前記標準寸法としては、前記検出対象不燃物Bの代表寸法(S)をクラス分けできるように複数設定してあることが好ましい。例えば、落下振動により火格子片の損傷を危惧されるAクラスを規定する下限寸法LA 、灰シュート4において落下不燃物が引っ掛かることが危惧されるBクラスを規定する前記灰シュート4の開口幅に近い下限寸法LB 、前記灰シュート4から落下することで灰搬出機構5を破損することが危惧されるCクラスを規定する下限寸法LC のセットが挙げられる。このように前記標準寸法を設定することで、図6に示す流れ図のように、前記判定手段15を、前記代表寸法(S)により前記大型不燃物の大きさを判断するように構成できるのである。尚、図においては、前記標準寸法を3段階に設定し、最小の標準寸法として、前記Cクラスを規定する下限寸法LC を用いている。また、前記判定手段15で判定した前記検出対象不燃物Bの代表寸法(S)をクラス分けすることで、前記判定手段15からクラス分け信号を発するようにすれば、前記大型不燃物の大きさに関するクラスにより、前記クラスに応じた警報を発するように構成した警報手段16を設けることができる。例えば、上記例によれば、Aクラスの警報が発せられれば、ゴミ焼却炉1は緊急停止する必要があると判断すべきであり、Bクラスの警報が発せられれば、検出された大型不燃物が後燃焼帯A3に移行するのを待ってゴミ焼却炉1を停止し、前記後燃焼帯A3上から前記大型不燃物を除去すればよいと判断でき、Cクラスの警報が発せられた場合には、灰搬出機構5内で大型不燃物を除去すればよいと判断できるのである。尚、前記判定手段15により前記Aクラスの大型不燃物を検出した場合、即ち、判断した大型不燃物の大きさである代表寸法が前記Aクラスを規定する下限寸法LA 以上であれば、前記ストーカ式火床3を停止するように構成してあれば、人的過誤による炉の損傷を防止できるので好都合である。
【0026】
〔別実施形態〕
上記実施の形態において示さなかった本発明に係るゴミ焼却炉の大型不燃物検出装置の他の実施の形態について以下に説明する。
【0027】
〈1〉上記実施の形態に於いては、画像解析手段12に、入力したカメラ映像から火炎画像を抽出する火炎抽出手段13と、その火炎抽出手段13で抽出した火炎画像を炉幅方向に、少なくとも検出対象不燃物Bの幅よりも狭い幅に領域分割して、その領域分割した分割領域毎に火炎の終端位置を検出する燃え切り位置検出手段14と、前記燃え切り位置検出手段14により前記分割領域毎に検出した火炎の終端位置から燃え切り位置と大型不燃物の存在とを判定する判定手段15とを設ける例について説明したが、前記燃え切り位置検出手段14及び前記判定手段15とを、前記画像解析手段12とは別に設けてあってもよい。また、前記燃え切り位置検出手段14を設けることなく、その機能を前記画像解析手段12に備えさせてあってもよい。
【0028】
〈2〉上記燃え切り位置検出手段14を、前記画像解析手段12とは別に設ける場合においては、例えば、前記画像解析手段12には、入力したカメラ映像から火炎画像を抽出する火炎抽出手段13を設け、その火炎抽出手段13で抽出した火炎画像を炉幅方向に、少なくとも検出対象不燃物Bの幅よりも狭い幅に領域分割して、その領域分割した分割領域毎に火炎の終端位置を検出するように前記燃え切り位置検出手段14を構成するようにしてもよい。前記燃え切り位置検出手段14には、前記分割領域毎に検出した火炎の終端位置から燃え切り位置と大型不燃物の存在とを判定する判定手段15とを設ければよい。
【0029】
〈3〉上記実施の形態に於いては、燃え切り位置検出手段14と、その燃え切り位置検出手段14で分割領域毎に検出した火炎の終端位置から、燃え切り位置と大型不燃物の存在とを判定する判定手段15とを設ける例について説明したが、前記判定手段15を前記燃え切り位置検出手段14に備えさせてあってもよく、また、前記判定手段15を省略して、その機能を前記燃え切り位置検出手段14に備えさせてあってもよい。
【0030】
〈4〉上記実施の形態に於いては、火炎画像を領域分割した分割領域夫々における複数の火炎の終端位置のうちで最下流側のものを燃え切り位置として判定し、その燃え切り位置から上流側に離間する火炎終端位置を連続する複数の分割領域に検出した場合に、検出対象不燃物Bが焼却処理帯Aに存在すると判定し、その隣接する複数の分割領域で検出した火炎終端位置の平均位置と燃え切り位置との間の距離を前記検出対象不燃物Bの代表寸法として演算導出し、前記代表寸法が、予め設定された標準寸法以上の場合に、前記焼却処理帯A上に検出した不燃物が大型不燃物であると判定する例について説明したが、前記燃え切り位置から上流側に離間する火炎終端位置を連続する複数の分割領域に検出した場合における検出対象不燃物Bの存在に関する判定は省略してもよい。
【0031】
〈5〉上記実施の形態に於いては、標準寸法を、検出対象不燃物Bの代表寸法をクラス分けできるように複数設定してあることが好ましいとして、Aクラスを規定する下限寸法LA 、Bクラスを規定する下限寸法LB 、Cクラスを規定する下限寸法LC のセットで構成する例について説明したが、クラス分けの数は任意であって、2クラスであってもよく、4クラス以上であってもよい。また、前記標準寸法は単一寸法であってもよく、例えば上記Cクラスを規定する下限寸法LC として規定したものであってもよい。
【0032】
〈6〉上記実施の形態に於いては、クラス毎に異なる警報を発する警報手段16を設けることができるとして説明したが、その警報手段16による警報の手段は任意であって、音響警報であってもよく、音声警報であってもよく、表示警報であってもよい。また、これらのうちで任意の手段を組み合わせたものであってもよい。当然ながら、前記警報手段16は設けられていなくてもよい。
【0033】
〈7〉上記実施の形態に於いては、火炎画像を5領域に領域分割した例について図5を参照して説明したが、その分割数は炉幅と検出対象不燃物を検出すべき寸法との関係から定まるもので、その範囲内では任意であり、3領域に分割してあってもよく、前記領域分割数に限るものではない。前記領域分割数を多くすれば、大型不燃物検出装置10における演算負荷が幾分高くはなるが、大型不燃物の検出精度は高められる。
【0034】
〈8〉上記実施の形態に於いては、判定手段15を、燃え切り位置から上流側に離間する火炎終端位置を連続する複数の分割領域に検出した場合に、検出対象不燃物Bが焼却処理帯Aに存在すると判定するように構成する例について説明したが、これはより好ましい形態を示したものであって、前記判定手段15は、前記離間する火炎終端位置を少なくとも何れかの分割領域に検出した場合に、前記検出対象不燃物Bが前記焼却処理帯Aに存在すると判定するように構成してもよい。例えば前記分割領域の数が少なく、或いは前記分割領域の炉幅方向の幅が比較的大きい場合には、単一の分割領域に前記離間する火炎終端位置を検出すれば、検出された不燃物は前記検出対象不燃物Bと見なしてよいほどに比較的大きいのである。
【0035】
〈9〉上記実施の形態に於いては、判定手段15を、燃え切り位置から上流側に離間する火炎終端位置を連続する複数の分割領域に検出した場合に、その隣接する複数の分割領域で検出した火炎終端位置の平均位置と前記燃え切り位置との間の距離を検出対象不燃物Bの代表寸法として演算導出するように構成する例について説明したが、これはより好ましい形態を示したものであって、前記判定手段15は、前記離間する火炎終端位置を、少なくとも何れかの分割領域に検出した場合に、その火炎終端位置と前記燃え切り位置との間の距離を検出対象不燃物Bの代表寸法として演算導出するように構成してもよい。
【0036】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によって、炉に障害を発生するおそれのある大型不燃物を早期に検出し、灰シュートや灰搬出機構における大型不燃物に起因する損傷を事前に阻止し、炉停止時間の短縮を図ることができた。
【0037】
尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にするために符号を記すが、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。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る大型不燃物検出装置の概略を示すゴミ焼却炉の概念図
【図2】画像解析手段一例を示すの構成説明図
【図3】カメラ画像の一例を示す説明図
【図4】火炎画像の一例を示す説明図
【図5】火炎画像からの大型不燃物検出の一例を示す説明図
【図6】大型不燃物の代表寸法判定の手順について一例を示す流れ図
【図7】従来のゴミ焼却炉の一例を示す構成説明図
【符号の説明】
1 ゴミ焼却炉
3 ストーカ式火床
11 炉内監視カメラ
12 画像解析手段
13 火炎抽出手段
14 燃え切り位置検出手段
15 判定手段
16 警報手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to detection of a large incombustible material mixed in an incineration treatment zone in a garbage incinerator.
[0002]
[Prior art]
For example, as shown in FIG. 7, a conventional garbage incinerator has a stoker-type fire that forms an incineration zone A for incineration while conveying waste received by the
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional refuse incinerator configured as described above, since there is no means for detecting the incombustible material mixed in the waste on the stoker-
Therefore, a method and apparatus for detecting a large incombustible material of a garbage incinerator according to the present invention solves the above-mentioned problems, detects a large incombustible material that may cause a failure in the furnace at an early stage, an ash chute and an ash carry-out mechanism It is an object of the present invention to provide means for preventing damage caused by large incombustible materials in advance and shortening the furnace shutdown time.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
[0005]
[Characteristics of the present invention]
The method for detecting a large incombustible material of a garbage incinerator according to the present invention is a camera of a furnace monitoring camera in a garbage incinerator equipped with a stoker-type firebed that forms an incineration treatment zone for incineration treatment while transporting input waste. The main feature is that the non-combustible material is detected based on the image, and the following features are provided.
[0006]
The characteristic means of the method for detecting a large incombustible material of the refuse incinerator of the present invention for the above-described object is that, as described in claim 1, an incineration zone is imaged from the downstream side of the stoker type fire bed with an in-furnace monitoring camera. The camera image is input and a flame image is extracted from the camera image. The flame image is divided into regions in the furnace width direction at least narrower than the width of the incombustible object to be detected, and the divided regions are divided. The end position of the flame is obtained for each region, and the most downstream side of the flame end positions detected for each region is set as the burnout position, and from the burnout position, More than preset standard dimensions Separate the flame end position Each other When detected in multiple adjacent areas ,in front The point is that it is determined that a large incombustible material exists on the incineration treatment zone.
[0007]
[Characteristic configuration of the present invention]
A large incombustible substance detection device for a garbage incinerator according to the present invention is a garbage incinerator comprising a stoker type fire bed that forms an incineration treatment zone for carrying out an incineration process while transporting the input waste, wherein the stoker type fire bed In-furnace monitoring camera that can monitor the incineration treatment zone in the furnace from the downstream side, based on the camera image, provided a determination means for determining the presence of large incombustibles on the incineration treatment zone Each has characteristics, and each has the following characteristics.
[0008]
For the above purpose, the first characteristic configuration of the large incombustible material detection apparatus of the garbage incinerator of the present invention can monitor the incineration treatment zone in the furnace from the downstream side of the stoker type fire bed as described in
[0009]
For the above purpose, the second characteristic configuration of the large incombustible material detection device for a garbage incinerator according to the present invention is characterized in that, as described in
[0010]
For the above purpose, the third characteristic configuration of the large incombustible material detection apparatus for a garbage incinerator according to the present invention provides a class according to the size of the large incombustible material in the second characteristic configuration as set forth in
[0011]
For the above purpose, the fourth characteristic configuration of the large incombustible substance detection apparatus for a garbage incinerator according to the present invention is the large characteristic non-combustible on the stoker type firebed by the judging means according to the third characteristic configuration. When it is determined that there is an object, if the determined size is equal to or larger than a predetermined size, the stoker type fire bed is configured to stop.
[0012]
[Operation and effect of characteristic means]
According to the method for detecting a large incombustible material of a garbage incinerator according to the present invention, it is detected at an early stage that a large incombustible material that may cause a failure in the furnace is present on a stoker type firebed, and an ash chute or ash removal It is possible to prevent clogging of large incombustibles in the mechanism, prevent damage to the furnace in advance, shorten the furnace shutdown time, and have the following unique effects.
[0013]
According to the characteristic means of the method for detecting a large incombustible material of a garbage incinerator according to the present invention, if an image having a specific luminance or higher in a specific wavelength region is extracted based on a camera image captured from the downstream side of the stoker type fire bed. Since the flame image can be easily extracted, the end position of the flame on the most downstream side of the flame image can be recognized as the burnout position. Therefore, if there is a large incombustible material on the stoker type fire bed, a low-luminance region is formed in the flame image. Therefore, the flame image is divided into regions in the furnace width direction, and a flame is formed in each divided region. If the end position of the flame on the most downstream side of the image is detected, there is a possibility that an incombustible material exists between the end position and the burnout position. Therefore, in order to avoid detecting uneven combustion as an incombustible material, More than preset standard dimensions Separate the flame end position Next to each other When detected in multiple divided areas, Determine that large incombustible material exists on the incineration zone It is.
That means For example, if the minimum dimension that may cause damage by dropping on the ash chute is set as a standard dimension, the standard dimension or more The flame end positions that are separated from each other are divided into a plurality of adjacent divided areas. If detected, These It is determined that there is a large incombustible material harmful to the furnace on the divided area, and it is determined that this is a large incombustible material to be removed. As a result, if a large incombustible material is detected, the furnace is stopped and the large incombustible material is removed, so that damage to the ash chute and the ash carry-out mechanism due to the large incombustible material can be prevented. It becomes possible.
[0014]
[Operation and effect of feature composition]
According to the large incombustible matter detection device for a garbage incinerator according to the present invention, the presence of the large incombustible matter can be determined at an early stage, and treatment can be performed without delay. Play.
[0015]
According to the first characteristic configuration of the large incombustible material detection apparatus for a garbage incinerator according to the present invention, the same operational effects as the first characteristic means are obtained. That is, the flame image extracted from the camera video by the flame extraction means is input to the image analysis means, the flame image is divided into regions in the furnace width direction, and the flame end position in each divided region is read by the burnout position detection means. Detect and detect the most downstream side of the detected flame end position as the burnout position, It is determined that a large incombustible material is present on the incineration treatment zone when a flame end position separated from the burnout position by a predetermined standard dimension or more is detected in a plurality of adjacent divided areas. It is.
Here, small incombustibles have no risk of damage to the furnace, and the length of the low temperature range of the flame is also incombustible. Things and More than the preset standard dimensions. Detect flame end positions that are separated from each other in multiple adjacent areas Large incombustibles are found on the stoker firebed Set It is.
[0016]
According to the second characteristic configuration of the large incombustible material detection apparatus for a garbage incinerator according to the present invention, the size of the large incombustible material can be determined by the determining means while achieving the effect of the first characteristic configuration. As a result, appropriate measures can be taken depending on the determined size of the large incombustible material. For example, it is possible to determine whether the furnace should be stopped immediately or whether the furnace is stopped after the large incombustible material is sent to the rear combustion zone.
[0017]
According to the 3rd characteristic structure of the large incombustible material detection apparatus of the refuse incinerator concerning the said invention, while there exists an effect of the said 2nd characteristic structure, the treatment of the result judged that there exists a large incombustible material quickly It can be decided. In other words, by classifying the representative dimensions of large incombustible materials and providing alarm means configured to issue alarms according to the classes, measures appropriate to the alarm class can be easily determined. is there.
[0018]
According to the fourth characteristic configuration of the large incombustible material detection apparatus for a garbage incinerator according to the present invention, the large incombustible material is so large that the furnace must be urgently stopped while exhibiting the effects of the third characteristic configuration. When detected, it is possible to prevent the treatment from being delayed by the operator's judgment.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An example of an embodiment of a large incombustible material detection method for a garbage incinerator according to the present invention and a large incombustible material detection device used therefor will be described below with reference to the drawings. The same elements as those in FIG. 7 used in the description of the prior art and elements having the same functions are denoted by the same reference numerals as those in FIG. Omitted.
[0020]
As shown in FIG. 1, the refuse incinerator according to the present invention performs incineration while conveying the input waste, and incineration treatment zone A divided into dry zone A1, combustion zone A2, and post-combustion zone A3. A stoker-
[0021]
As a feature of the present invention, the garbage incinerator is provided with a large incombustible
[0022]
The determination means 15 determines the most downstream side of the plurality of flame end positions as the burn-out position, and sets the flame end position separated from the burn-out position upstream to a plurality of continuous divided regions. When detected, it is determined that the incombustible B to be detected is present in the incineration zone A, and the distance between the average position of the flame end position detected in the adjacent divided areas and the burnout position is It is calculated and derived as a representative dimension of the incombustible B to be detected, and when the representative dimension is equal to or larger than a preset standard dimension, it is determined that the incombustible detected on the incineration treatment zone A is a large incombustible. Configure.
[0023]
The calculation and derivation of the representative dimension (S) related to the detection target incombustible material B in the large incombustible
[0024]
The burnout position detection means 14 divides the cut out flame image into regions in the furnace width direction (see FIG. 5). The division width of this area division is set in advance to be at least narrower than the size of the incombustible B to be detected. And in the determination means 15, the flame end position (E recognized as the downstream end in each divided area of the flame image) B1 , E B2 , ... E Bn ), The end position of the flame located on the most downstream side is compared with the distance from the downstream end of the combustion zone A2, and the burnout position (E EB ) Is detected. Here, on the incineration treatment zone A, if the detection target incombustible B exists at a position close to the end position of the flame, as shown in FIG. 5 (b), the flame is detected in the flame image. The shadow of the incombustible B becomes darker. This shadow is representative of the size of the incombustible B to be detected. If the width of the incombustible B to be detected is larger than the divided width, the shadow is continuously generated over a plurality of divided regions. From this, the determination means 15 determines the presence of the incombustible B to be detected by detecting a continuous shadow over a plurality of divided regions. If the presence of the incombustible B to be detected is determined in this way, the average position (E) of the flame end position in the divided area where the shadow is continuously formed. Bm ) And the burnout position (E EB ) Is calculated as the representative dimension (S) of the incombustible B to be detected. When the representative dimension (S) is equal to or larger than a preset standard dimension, the large incombustible
[0025]
As the standard dimension, it is preferable that a plurality of representative dimensions (S) of the incombustible B to be detected are set so as to be classified. For example, the lower limit dimension L that stipulates the A class that is feared of damage to the grate due to falling vibration A The lower limit dimension L that is close to the opening width of the
[0026]
[Another embodiment]
Another embodiment of the large incombustible material detection apparatus for a garbage incinerator according to the present invention which has not been shown in the above embodiment will be described below.
[0027]
<1> In the above embodiment, the
[0028]
<2> In the case where the burnout
[0029]
<3> In the above embodiment, from the burnout position detection means 14 and the flame end position detected for each divided region by the burnout position detection means 14, the burnout position and the presence of large incombustibles However, the determination means 15 may be provided in the burnout position detection means 14, and the determination means 15 may be omitted and the function thereof may be provided. The burnout position detection means 14 may be provided.
[0030]
<4> In the above embodiment, the most downstream end position among the plurality of flame end positions in each of the divided areas obtained by dividing the flame image is determined as the burnout position, and the upstream position from the burnout position is determined. When the flame end positions separated to the side are detected in a plurality of continuous divided areas, it is determined that the detection target incombustible B exists in the incineration treatment zone A, and the flame end positions detected in the adjacent divided areas are determined. The distance between the average position and the burnout position is calculated and derived as a representative dimension of the incombustible B to be detected, and is detected on the incineration zone A when the representative dimension is equal to or larger than a preset standard dimension. Although the example which determines that the incombustible material which it did is a large-sized incombustible material was demonstrated, the flame end position which is spaced apart from the burnout position upstream is detected in a plurality of continuous divided areas. Determination as to standing may be omitted.
[0031]
<5> In the above embodiment, it is preferable that a plurality of standard dimensions are set so that the representative dimensions of the incombustible B to be detected can be classified, and the lower limit dimension L that defines the A class. A , Lower limit dimension L that prescribes B class B , Lower limit dimension L that defines C class C However, the number of classifications is arbitrary and may be two classes or four or more classes. The standard dimension may be a single dimension, for example, a lower limit dimension L that defines the C class. C It may be defined as
[0032]
<6> In the above embodiment, it has been described that the alarm means 16 for issuing a different alarm for each class can be provided. However, the alarm means by the alarm means 16 is arbitrary and is an acoustic alarm. It may be a voice alarm or a display alarm. Moreover, you may combine arbitrary means among these. Of course, the alarm means 16 may not be provided.
[0033]
<7> In the above embodiment, the example in which the flame image is divided into five regions has been described with reference to FIG. 5, but the number of divisions is the furnace width and the size to detect the incombustible object to be detected. And is arbitrary within the range, and may be divided into three areas, and is not limited to the number of area divisions. Increasing the number of area divisions increases the calculation load in the large incombustible
[0034]
<8> In the above embodiment, when the determination means 15 detects the flame end position separated from the burnout position upstream in a plurality of continuous divided areas, the incombustible B to be detected is incinerated. Although an example in which it is determined that it is present in the belt A has been described, this shows a more preferable form, and the determination means 15 sets the separated flame end position to at least one of the divided regions. When it detects, you may comprise so that it may determine with the said detection target incombustible B existing in the said incineration process zone A. For example, when the number of the divided areas is small or the width of the divided areas in the furnace width direction is relatively large, the detected non-combustible material is detected by detecting the separated flame end position in a single divided area. It is comparatively large so that it can be regarded as the detection target incombustible B.
[0035]
<9> In the above embodiment, when the determination means 15 detects the flame end position separated from the burnout position upstream in the plurality of continuous divided areas, The example in which the distance between the average position of the detected flame end position and the burnout position is calculated and derived as the representative dimension of the incombustible B to be detected has been described, but this shows a more preferable form The determination means 15 detects the distance between the flame end position and the burnout position when the separated flame end position is detected in at least one of the divided areas. It may be configured to calculate and derive the representative dimension.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a large incombustible material that may cause a failure in the furnace is detected at an early stage, damage caused by the large incombustible material in the ash chute or the ash carry-out mechanism is prevented in advance, and the furnace is stopped. The time was shortened.
[0037]
In addition, although the code | symbol is written in order to make contrast with drawing convenient for the term of a claim, this invention is not limited to the structure of an accompanying drawing by this entry.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram of a garbage incinerator showing an outline of a large incombustible material detection apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of an example of image analysis means.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a camera image.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a flame image
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of detection of a large incombustible substance from a flame image
FIG. 6 is a flowchart showing an example of a procedure for determining a representative size of a large incombustible material.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of a conventional refuse incinerator.
[Explanation of symbols]
1 Garbage incinerator
3 Stoker-type firebed
11 In-furnace surveillance camera
12 Image analysis means
13 Flame extraction means
14 Burnout position detection means
15 judgment means
16 Alarm means
Claims (5)
前記ストーカ式火床(3)の下流側から前記焼却処理帯(A)を炉内監視カメラ(11)で撮像し、
撮像したカメラ映像を入力して前記カメラ映像から火炎画像を抽出し、
前記火炎画像を炉幅方向に、少なくとも検出対象不燃物(B)の幅よりも狭い幅に領域分割して、その領域分割した分割領域毎に火炎の終端位置を求め、
前記領域毎に検出した火炎の終端位置のうちで最下流側のものを燃え切り位置とし、その燃え切り位置から、予め設定された標準寸法以上に離間する火炎終端位置を、互いに隣接する複数の分割領域に検出した場合に、前記焼却処理帯(A)上に大型不燃物が存在すると判定するゴミ焼却炉の大型不燃物検出方法。In a garbage incinerator equipped with a stoker-type firebed (3) that forms an incineration zone (A) for incinerating while transporting input waste,
The incineration zone (A) is imaged with an in-furnace monitoring camera (11) from the downstream side of the stoker-type firebed (3),
Input the captured camera video and extract the flame image from the camera video,
Dividing the flame image in the furnace width direction into at least a width narrower than the width of the incombustible object (B) to be detected, and determining the flame end position for each divided area,
Of the flame end positions detected for each region, the most downstream side is set as the burnout position, and flame end positions separated from the burnout position by a predetermined standard dimension or more are a plurality of adjacent flame positions. when detecting the divided areas, large incombustible detection method of determining incinerator and large incombustible on pre Symbol incineration zone (a) is present.
前記ストーカ式火床(3)の下流側から炉内の前記焼却処理帯(A)を監視可能な炉内監視カメラ(11)と、その炉内監視カメラ(11)の撮像するカメラ映像を入力して前記カメラ映像を解析する画像解析手段(12)とを設けて、
前記画像解析手段(12)に、入力したカメラ映像から火炎画像を抽出する火炎抽出手段(13)と、前記火炎抽出手段(13)で抽出した火炎画像を炉幅方向に、少なくとも検出対象不燃物(B)の幅よりも狭い幅に領域分割して、その領域分割した分割領域毎に火炎の終端位置を検出する燃え切り位置検出手段(14)と、前記燃え切り位置検出手段(14)により前記領域毎に検出した火炎の終端位置から大型不燃物の存在を判定する判定手段(15)とを設け、
前記判定手段(15)を、前記複数の火炎の終端位置のうちで最下流側のものを燃え切り位置とし、その燃え切り位置から、予め設定された標準寸法以上に離間する火炎終端位置を、互いに隣接する複数の分割領域に検出した場合に、前記焼却処理帯(A)上に大型不燃物が存在すると判定するように構成してあるゴミ焼却炉の大型不燃物検出装置。In a garbage incinerator equipped with a stoker-type firebed (3) that forms an incineration zone (A) for incinerating while transporting input waste,
An in-furnace monitoring camera (11) capable of monitoring the incineration zone (A) in the furnace and a camera image captured by the in-furnace monitoring camera (11) are input from the downstream side of the stoker-type firebed (3). And image analysis means (12) for analyzing the camera video,
A flame extraction means (13) for extracting a flame image from the input camera image to the image analysis means (12), and a flame image extracted by the flame extraction means (13) in the furnace width direction, at least the incombustible to be detected A burnout position detection means (14) for dividing the area into a width narrower than the width of (B) and detecting the flame end position for each divided area, and the burnout position detection means (14). Determination means (15) for determining the presence of a large incombustible material from the end position of the flame detected for each region;
Among the plurality of flame end positions, the determination means (15) is set to the most downstream side burnout position, and a flame end position separated from the burnout position by a predetermined standard dimension or more , when detecting a plurality of divided areas adjacent to each other, pre-Symbol incineration zone (a) large incombustible detecting apparatus waste incinerator that is configured to determine that a large incombustible material is present on.
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