JP7260342B2 - ブリッジ検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、ブリッジ検知装置に関する。

従来、ごみ焼却プラントにおいて、主灰や飛灰を移送するために灰シュート及びホッパ（以下灰シュート部と呼ぶ）が用いられている。この灰シュート部では、内部に堆積した主灰や飛灰が橋状となり、下流側に搬送されない状態（ブリッジ）が発生することがある。ブリッジが発生した場合には、灰シュート部に設置されたブリッジ解除装置を動作させて、ブリッジを解除する必要があるが、灰シュート部は鉄板等で製作されており、外部から内部を見ることができないため、ブリッジを確実に検知することは非常に難しい。

灰シュート部の内部の状況を把握するための一つの案として、灰シュート部の側面にレベル計を設置することが考えられる。しかしながら、レベル計は、検出できる範囲が挿入位置だけに限られており、ブリッジを確実に検知することができない。また、レベル計の挿入位置や形状によっては、逆にブリッジの起点になる可能性がある。

灰シュート部の内部の状況を把握するための別の案として、覗き窓やＩＴＶ（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）カメラを設置することも考えられる。しかしながら、灰シュート部の内部は暗いうえ、静電気により粉体が付着したり、水蒸気により窓やレンズが曇ってしまうため、ブリッジを確実に検知することができない。

特許文献１では、焼却炉の上流側に配置されたごみ供給装置において、ホッパに投入されたごみの表面レベルを、超音波式の距離計からなる超音波センサを利用して検知する技術が提案されている。

特開２００７－１２６２４６号公報

本発明は、以上のような点を考慮してなされたものである。本発明の目的は、灰シュート部におけるブリッジを確実に検知できるブリッジ検知装置を提供することにある。

本発明の第１の態様に係るブリッジ検知装置は、
ごみ焼却プラントの灰シュート部の外部に配置されたマイクロホンまたは振動計から集音された音または計測された振動を取得する信号取得部と、
前記マイクロホンで集音された音または前記振動計で計測された振動を周波数分析して、前記灰シュート部から落下した灰の落下音または落下による振動を検出する分析部と、
前記分析部にて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合に前記灰シュート部にブリッジが発生していると判定する判定部と、
を備える。

このような態様によれば、灰シュート部から落下した灰が、灰シュート部の下方に配置されたコンベヤ等の部材に当たるときに、当該部材の固有振動数に応じた特定の波長の音または振動が発生するが、分析部がマイクロホンで集音された音または振動計で計測された振動の中からこの落下音または落下による振動を検出することにより、灰シュート部の下流側に灰が搬送されたことを確実に知ることができ、逆に言えば、灰シュート部から落下した灰の落下音または落下による振動を分析部が検出できない場合には、灰シュート部の下流側に灰が搬送されない状態にあると判断することができる。したがって、判定部が、分析部にて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合に灰シュート部にブリッジが発生していると判定することで、レベル計や覗き窓、ＩＴＶカメラを設置する場合に比べて、灰シュート部におけるブリッジを確実に検知することが可能となる。

本発明の第２の態様に係るブリッジ検知装置は、第１の態様に係るブリッジ検知装置であって、
前記判定部によりブリッジが発生していると判定された場合に前記灰シュート部に設置されたブリッジ解除装置を動作させるブリッジ解除部をさらに備える。

このような態様によれば、灰シュート部にブリッジが発生した場合に自動復旧することが可能となり、運転員の作業状況が大きく改善される。

本発明の第３の態様に係るブリッジ検知装置は、第１または２の態様に係るブリッジ検知装置であって、
前記分析部は、過去に前記灰シュート部から落下した灰の落下音または落下による振動が記憶されたデータベースに基づいて、新たに前記マイクロホンで集音された音または前記振動計で計測された振動の周波数または落下間隔により、灰が正常に落下しているか否かを区別する。

このような態様によれば、過去に灰シュート部から落下した灰の落下音または落下による振動がデータベース化されているため、分析部は、新たにマイクロホンで集音された音または振動計で計測された振動の周波数または落下間隔により、灰が正常に落下しているか否かを、データベースを用いてリアルタイムに区別することができる。

本発明の第４の態様に係るブリッジ検知装置は、第１または２の態様に係るブリッジ検知装置であって、
前記分析部は、過去に前記灰シュート部から落下した灰の落下音または落下による振動を機械学習した学習済みモデルに基づいて、新たに前記マイクロホンで集音された音または前記振動計で計測された振動の周波数または落下間隔により、灰が正常に落下しているか否かを区別する。

このような態様によれば、過去に灰シュート部から落下した灰の落下音または落下による振動が機械学習されているため、分析部は、新たにマイクロホンで集音された音または振動計で計測された振動の周波数または落下間隔により、灰が正常に落下しているか否かを、学習済みモデルを用いてリアルタイムに区別することができる。

本発明の第５の態様に係るブリッジ検知装置は、第１～４のいずれかの態様に係るブリッジ検知装置であって、
前記判定部は、ごみ焼却プラントの監視制御システムから運転状態および単位時間あたりのごみ処理量の情報を取得し、前記分析部にて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合であって、運転中かつ単位時間あたりのごみ処理量が予め定められた閾値以上である場合に、前記灰シュート部にブリッジが発生していると判定する。

このような態様によれば、分析部にて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合に、それがブリッジのためなのか、それとも灰シュート部が空状態であるためなのかを、判別することができ、灰シュート部におけるブリッジをより確実に検知することが可能となる。

本発明の第６の態様に係るブリッジ検知装置は、第１～４のいずれかの態様に係るブリッジ検知装置であって、
前記判定部は、灰シュート部の上流側に配置された貯槽に設置された重量計から貯槽内の灰の重量の情報を取得し、前記分析部にて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合であって、前記貯槽内の灰の重量が予め定められた閾値以上である場合に、前記灰シュート部にブリッジが発生していると判定する。

このような態様によっても、分析部にて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合に、それがブリッジのためなのか、それとも灰シュート部が空状態であるためなのかを、判別することができ、灰シュート部におけるブリッジをより確実に検知することが可能となる。

本発明の第７の態様に係るブリッジ検知装置は、第１～４のいずれかの態様に係るブリッジ検知装置であって、
前記判定部は、前記灰シュート部の下部に設置されたロータリバルブの回転周期またはダブルダンパの開閉周期に基づいて、前記灰シュート部から周期的に落下する灰の落下周期を算出し、算出した落下周期よりも長時間、前記分析部にて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合に、前記灰シュート部にブリッジが発生していると判定する。

このような態様によっても、分析部にて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合に、それがブリッジのためなのか、それとも灰シュート部が空状態であるためなのかを、判別することができ、灰シュート部におけるブリッジをより確実に検知することが可能となる。

本発明の第８の態様に係るブリッジ検知装置は、第１～４のいずれかの態様に係るブリッジ検知装置であって、
前記判定部は、前記灰シュート部の上流側に配置された灰押出装置の動作のタイミング情報を取得し、前記灰押出装置の動作のタイミングに同期して、前記分析部にて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合に、前記灰シュート部にブリッジが発生していると判定する。

このような態様によっても、分析部にて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合に、それがブリッジのためなのか、それとも灰シュート部が空状態であるためなのかを、判別することができ、灰シュート部におけるブリッジをより確実に検知することが可能となる。

本発明の第９の態様に係るごみ焼却プラントは、
第１～８のいずれかの態様に係るブリッジ検知装置を備える。

本発明の第１０の態様に係るブリッジ検知方法は、
ごみ焼却プラントの灰シュート部の外部に配置されたマイクロホンまたは振動計から集音された音または計測された振動を取得するステップと、
前記マイクロホンで集音された音または前記振動計で計測された振動を周波数分析して、前記灰シュート部から落下した灰の落下音または落下による振動を検出するステップと、
前記分析部にて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合に前記灰シュート部にブリッジが発生していると判定するステップと、
を備える。

本発明の第１１の態様に係るブリッジ検知プログラムは、
コンピュータに、
ごみ焼却プラントの灰シュート部の外部に配置されたマイクロホンまたは振動計から集音された音または計測された振動を取得するステップと、
前記マイクロホンで集音された音または前記振動計で計測された振動を周波数分析して、前記灰シュート部から落下した灰の落下音または落下による振動を検出するステップと、
前記分析部にて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合に前記灰シュート部にブリッジが発生していると判定するステップと、
を実行させる。

本発明によれば、灰シュート部におけるブリッジを確実に検知できる。

図１は、一実施の形態に係るごみ焼却プラントの構成を示す概略図である。 図２は、図１に示すごみ焼却プラントの集じん装置の灰シュート部を拡大して示す図である。 図３は、一実施の形態に係るブリッジ検知装置の構成の一例を示すブロック図である。 図４は、一実施の形態に係るブリッジ検知装置の構成の一変形例を示すブロック図である。 図５は、一実施の形態に係るブリッジ検知装置によるブリッジ検知方法の第１の態様を示すフローチャートである。 図６は、一実施の形態に係るブリッジ検知装置によるブリッジ検知方法の第２の態様を示すフローチャートである。 図７は、一実施の形態に係るブリッジ検知装置によるブリッジ検知方法の第３の態様を示すフローチャートである。 図８は、一実施の形態に係るブリッジ検知装置によるブリッジ検知方法の第４の態様を示すフローチャートである。 図９は、一実施の形態に係る木質バイオマス発電プラントの構成を示す概略図である。

以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の説明および以下の説明で用いる図面では、同一に構成され得る部分について、同一の符号を用いるとともに、重複する説明を省略する。

（ごみ焼却プラントの構成）
図１は、一実施の形態に係るごみ焼却プラント１０の構成を示す概略図である。

図１に示すように、ごみ焼却プラント１０は、プラットホーム１１と、ごみピット１２と、ごみクレーン１３と、焼却炉１４と、ボイラ１５と、エコノマイザ１６と、集じん装置１７と、煙突１８とを備えている。

搬送車両に積載された状態で搬入されるごみは、プラットホーム１１からごみピット１２へ投入され、ごみピット１２内で貯留、攪拌された後、ごみクレーン１３にて焼却炉１４へ投入される。投入されたごみは、焼却炉１４内にて燃焼される。

ごみの燃焼によって発生した排ガスは、ボイラ１５にて熱回収されたのち、エコノマイザ１６にて更に低温化され、集じん装置１７によって、ばいじん、塩化水素、硫黄酸化物、ダイオキシン類等の有害物質が除去される。有害物質が除去された排ガスは、煙突１８から大気中へ排出される。

焼却炉１４から排出される焼却灰（主灰）は、灰押出装置２１にて加湿されたのち、灰シュート部３１を介してコンベヤ２２上に落下され、コンベヤ２２によって不図示の灰ピットへ輸送、貯留後、外部へ搬出される。

一方、飛灰は、エコノマイザ１６および集じん装置１７にて捕集され、灰シュート部３２、３３を介してコンベヤ２３、２４上に落下され、コンベヤ２３、２４によって貯槽２５へ輸送、貯留後、灰シュート部３４を介してコンベヤ２６上に落下され、コンベヤ２６によって不図示の灰ピットへ輸送、貯留後、外部へ搬出される。

なお、焼却炉１４の種類は、図１に示すようなストーカ炉に限られるものではなく、流動炉（流動床炉ともいう）も含まれる。また、ごみピット１２の構造は、図１に示すような１段ピットに限られるものではなく、２段ピットも含まれる。

本実施の形態では、図１に示すように、ごみ焼却プラント１０は、灰シュート部３１～３４の外部にそれぞれ設置されたマイクロホン４５または振動計（不図示）と、各マイクロホン４５または振動計から集音された音または計測された振動を取得するブリッジ検知装置４０とをさらに備えている。各灰シュート部３１～３４の構成は、互いに同様であり、以下、集じん装置１７の下部に設置された灰シュート部３３の構成を代表して説明する。

図２は、集じん装置１７の下部に設置された灰シュート部３３を拡大して示す図である。図２に示す例では、灰シュート部３３は、ホッパ３３ａと、ホッパ３３ａの底部に設けられたダスト排出装置３３ｃと、ダスト排出装置３３ｃの下方に配置されたダブルダンパ３３ｂとを有している。

ホッパ３３ａは、逆円錐形状または逆四角錐形状の内壁面を有しており、集じん装置１７にて捕集されてホッパ３３ａの内壁面に堆積される灰は、重力によりホッパ３３ａの内壁面に沿って下方へと案内され、ホッパ３３ａの底部に集められる。

図示された例では、ホッパ３３ａには、ホッパ３３ａの内部で発生したブリッジを解除するためのブリッジ解除装置４６が設置されている。ブリッジ解除装置４６としては、たとえば解砕機、エアブラスター、エアノッカ、バイブレータ等が用いられる。

ホッパ３３ａの底部に集められた灰は、ダスト排出装置３３ｃによって連続的にダブルダンパ３３ｂへと移送される。

ダブルダンパ３３ｂは、上下一対の弁体を、予め定めれた時間周期で交互に間欠的に開閉することにより、上下のエアシールを維持しながら、ダスト排出装置３３ｃから移送される灰をコンベヤ２４（たとえばスクレーパコンベヤ）に向けて周期的に排出する。

なお、灰シュート部３３には、ダブルダンパ３３ｂの代わりにロータリバルブが設けられていてもよい。ロータリバルブは、一定の回転速度で運転されることにより、上下のエアシールを維持しながら、ダスト排出装置３３ｃから移送される灰をコンベヤ２４に向けて周期的に排出する。

灰シュート部３３から周期的に排出される灰が、重力にしたがって落下して、コンベヤ２４に当たるとき、コンベヤ２４の固有振動数に応じた特定の波長の音（すなわち灰の落下音）または振動（すなわち灰の落下による振動）が発生する。灰の落下音は、コンベヤ２４の運転音よりも低周波であり、周波数分析による区別が可能である。灰の落下による振動は、コンベヤ２４の運転に伴う振動とは異なる周波数であり、周波数分析による区別が可能である。

マイクロホン４５は、灰シュート部３３の外部に配置されており、灰シュート部３３から落下した灰の落下音（コンベヤ２４に当たる音）を集音する。振動計（不図示）は、灰シュート部３３の外部に配置されており、灰シュート部３３から落下した灰の落下による振動（コンベヤ２４に当たる振動）を計測する。マイクロホン４５で集音された音または振動計で計測された振動は、ブリッジ検知装置４０へと送られる。

（ブリッジ検知装置の構成）
次に、ブリッジ検知装置４０の構成について説明する。図３は、ブリッジ検知装置４０の構成の一例を示すブロック図である。本実施の態様に係るブリッジ検知装置４０は、１つまたは複数のコンピュータによって構成され得る。

図３に示すように、ブリッジ検知装置４０は、通信部４１と、制御部４２と、記憶部４３とを有している。

このうち通信部４１は、ごみ焼却プラント１０の不図示の監視制御システム（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ、ＤＣＳ）とブリッジ検知装置４０との間の通信インターフェースである。通信部４１は、監視制御システム（ＤＣＳ）とブリッジ検知装置４０との間で情報ないし信号を送受信する。

記憶部４３は、たとえばハードディスク等の固定型データストレージである。記憶部４３には、制御部４２が取り扱う各種データが記憶される。また、記憶部４３は、過去に灰シュート部３３から落下した灰の落下音または落下による振動が記憶されたデータベース４３ａを有している。

制御部４２は、ブリッジ検知装置４０の各種処理を行う制御手段である。図３に示すように、制御部４２は、信号取得部４２ａと、分析部４２ｂと、判定部４２ｃと、ブリッジ解除部４２ｄとを有している。これらの各部は、ブリッジ検知装置４０内のプロセッサが所定のプログラムを実行することにより実現されてもよいし、ハードウェアで実装されてもよい。

信号取得部４２ａは、灰シュート部３３の外部に配置されたマイクロホン４５から集音された音を取得する、または灰シュート部３３の外部に配置された振動計（不図示）から計測された振動を取得する。

分析部４２ｂは、マイクロホン４５で集音された音または振動計で計測された振動を周波数分析して、灰シュート部３３から落下した灰の落下音または落下による振動を検出する。

図３に示す例では、記憶部４３は、過去の灰の落下音または落下による振動が記憶されたデータベース４３ａを含んでおり、分析部４２ｂは、当該データベース４３ａに基づいて、新たにマイクロホン４５で集音された音または振動計で計測された振動の周波数または落下間隔により、灰が正常に落下しているか否かをリアルタイムで区別する。具体的には、たとえば、分析部４２ｂは、新たにマイクロホン４５で集音された音または振動の周波数を、データベース４３ａに記憶された過去の灰の落下音または落下による振動の周波数と比較し、周波数が一致する場合には、灰の落下音または落下による振動であると判別する。また、分析部４２ｂは、灰の落下音または落下による振動であると判別された信号と、それより１回前に灰の落下音または落下による振動であると判別された信号との間の時間間隔（落下間隔）を、データベース４３ａに記憶された過去の灰の落下音または落下による振動の落下間隔と比較し、落下間隔が一致する場合には、灰が正常に落下していると判別する。

一変形例として、図４に示すように、記憶部４３には、過去に灰シュート部３３から落下した灰の落下音または落下による振動を機械学習した学習済みモデル４３ｂ（たとえば、１または２以上の中間層を含む階層型のニューラルネットワークモデル）が記憶されており、分析部４２ｂは、当該学習済みモデル４３ｂに基づいて、新たにマイクロホン４５で集音された音または振動計で計測された振動により、灰が正常に落下しているか否かをリアルタイムで区別してもよい。

判定部４２ｃは、分析部４２ｂにて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合に灰シュート部３３にブリッジが発生していると判定する。

判定部４２ｃは、ごみ焼却プラント１０の不図示の監視制御システム（ＤＣＳ）から運転状態および単位時間あたりのごみ処理量（ｔ／ｈ）の情報を、通信部４１を介して取得し、分析部４２ｂにて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合であって、運転中かつ単位時間あたりのごみ処理量が予め定められた閾値以上である場合に、灰シュート部３３にブリッジが発生していると判定してもよい。

あるいは、判定部４２ｃは、たとえば不図示の監視制御システム（ＤＣＳ）から灰シュート部３３の下部に設置されたダブルダンパ３３ｂの開閉周期（またはロータリバルブの回転周期）の情報を取得し、ダブルダンパ３３ｂの開閉周期（またはロータリバルブの回転周期）に基づいて、灰シュート部３３から周期的に落下する灰の落下周期を算出し、算出した落下周期よりも長時間、分析部４２ｂにて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合に、灰シュート部３３にブリッジが発生していると判定してもよい。

図１を参照し、ブリッジ検知装置４０が、貯槽２５の下流側に配置された灰シュート部３４のブリッジを検知するために用いられる場合には、判定部４２ｃは、貯槽２５に設置された重量計（不図示）から貯槽２５内の灰の重量の情報を取得し、分析部４２ｂにて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合であって、貯槽２５内の灰の重量が予め定められた閾値以上である場合に、灰シュート部３４にブリッジが発生していると判定してもよい。

また、図１を参照し、ブリッジ検知装置４０が、灰押出装置２１の下流側に配置された灰シュート部３１のブリッジを検知するために用いられる場合には、判定部４２ｃは、たとえば不図示の監視制御システム（ＤＣＳ）から灰押出装置２１の動作のタイミング情報を取得し、灰押出装置２１の動作のタイミングに同期して、分析部４２ｂにて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合に、灰シュート部３１にブリッジが発生していると判定してもよい。

判定部４２ｃは、灰シュート部３３にブリッジが発生していると判定した場合に、警報を発することにより、ブリッジの発生を運転員に通知してもよい。

図２を参照し、ブリッジ解除部４２ｄは、判定部４２ｃによりブリッジが発生していると判定された場合には、灰シュート部３３に設置されたブリッジ解除装置４６に制御信号を送信して動作させ、発生したブリッジを解除させる。これにより、灰シュート部３３にブリッジが発生した場合に自動復旧することが可能となる。

（ブリッジ検知方法の第１の態様）
次に、このような構成からなるブリッジ検知装置４０によるブリッジ検知方法の第１の態様について、図５を参照して説明する。図５は、ブリッジ検知方法の第１の態様を示すフローチャートである。

図５に示すように、まず、信号取得部４２ａが、灰シュート部３３の外部に配置されたマイクロホン４５から集音された音を取得する、または灰シュート部３３の外部に配置された振動計（不図示）から計測された振動を取得する（ステップＳ１０）。

次に、分析部４２ｂが、マイクロホン４５で集音された音または振動計で計測された振動を周波数分析して、灰シュート部３３から落下した灰の落下音または落下による振動を検出する（ステップＳ１１）。

ステップＳ１１において、分析部４２ｂは、過去の灰の落下音または落下による振動が記憶されたデータベース４３ａに基づいて、新たにマイクロホン４５で集音された音または振動計で計測された振動の周波数または落下間隔により、灰が正常に落下しているか否かを区別してもよい。あるいは、分析部４２ｂは、過去の灰の落下音または落下振による動を機械学習した学習済みモデル４３ｂに基づいて、新たにマイクロホン４５で集音された音または振動計で計測された振動の周波数または落下間隔により、灰が正常に落下しているか否かを区別してもよい。

灰シュート部３３から周期的に排出される灰が、重力にしたがって落下して、コンベヤ２４に当たるとき、コンベヤ２４の固有振動数に応じた特定の波長の音（すなわち灰の落下音）または振動（すなわち灰の落下による振動）が発生する。灰の落下音は、コンベヤ２４の運転音よりも低周波であり、周波数分析による区別が可能である。灰の落下による振動は、コンベヤ２４の運転に伴う振動とは異なる周波数であり、周波数分析による区別が可能である。したがって、分析部４２ｂがマイクロホン４５で集音された音または振動の中からこの落下音または落下による振動を検出することにより、灰シュート部３３の下流側に灰が搬送されたことを確実に知ることができる。

分析部４２ｂにて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合には（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、判定部４２ｃは、不図示の監視制御システム（ＤＣＳ）からごみ焼却プラント１０の運転状態および単位時間あたりのごみ処理量（ｔ／ｈ）の情報を取得する（ステップＳ１３）。

そして、ごみ焼却プラント１０が運転中であり（ステップＳ１４ａ：ＹＥＳ）、かつ、単位時間あたりのごみ処理量が予め定められた閾値以上である場合には（ステップＳ１４ｂ：ＹＥＳ）、判定部４２ｃは、灰シュート部３３にブリッジが発生していると判定する（ステップＳ１５）。

次いで、ブリッジ解除部４２ｄは、灰シュート部３３に設置されたブリッジ解除装置４６に制御信号を送信して動作させ、発生したブリッジを解除させる（ステップＳ１６）。

以上のような本実施の形態によれば、分析部４２ｂがマイクロホン４５で集音された音または振動計で計測された振動の中から灰の落下音または落下による振動を検出することにより、灰シュート部３３の下流側に灰が搬送されたことを確実に知ることができ、逆に言えば、灰シュート部３３から落下した灰の落下音または落下による振動を分析部４２ｂが検出できない場合には、灰シュート部の下流側に灰が搬送されない状態にあると判断することができる。したがって、判定部４２ｃが、分析部４２ｂにて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合に、灰シュート部３３にブリッジが発生していると判定することで、レベル計や覗き窓、ＩＴＶカメラを設置する場合に比べて、灰シュート部３３におけるブリッジを確実に検知することが可能となる。

また、本実施の形態によれば、判定部４２ｃが、ごみ焼却プラント１０の監視制御システム（ＤＣＳ）から運転状態および単位時間あたりのごみ処理量の情報を取得し、分析部４２ｂにて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合であって、運転中かつ単位時間あたりのごみ処理量が予め定められた閾値以上である場合に、灰シュート部３３にブリッジが発生していると判定するため、分析部４２ｂにて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合に、それがブリッジのためなのか、それとも灰シュート部３３が空状態であるためなのかを、判別することができ、灰シュート部３３におけるブリッジをより確実に検知することが可能となる。

また、本実施の形態によれば、判定部４２ｃによりブリッジが発生していると判定された場合に、ブリッジ解除部４２ｄが、灰シュート部３３に設置されたブリッジ解除装置４６を動作させるため、灰シュート部３３にブリッジが発生した場合に自動復旧することが可能となり、運転員の作業状況が大きく改善される。

（ブリッジ検知方法の第２の態様）
次に、ブリッジ検知装置４０によるブリッジ検知方法の第２の態様について、図６を参照して説明する。図６は、ブリッジ検知方法の第２の態様を示すフローチャートである。ブリッジ検知方法の第２の態様は、ブリッジ検知装置４０により、貯槽２５の下流側に配置された灰シュート部３４のブリッジを検知する方法である。

第２の態様では、図６に示すように、まず、上述した第１の態様と同様に、信号取得部４２ａが、灰シュート部３３の外部に配置されたマイクロホン４５から集音された音を取得し、または灰シュート部３３の外部に配置された振動計（不図示）から計測された振動を取得し（ステップＳ１０）、分析部４２ｂが、マイクロホン４５で集音された音または振動計で計測された振動を周波数分析して、灰シュート部３３から落下した灰の落下音または落下による振動を検出する（ステップＳ１１）。

そして、分析部４２ｂにて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合には（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、判定部４２ｃは、貯槽２５に設置された重量計（不図示）から貯槽２５内の灰の重量の情報を取得する（ステップ２３）。

貯槽２５内の灰の重量が予め定められた閾値以上である場合には（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、判定部４２ｃは、灰シュート部３４にブリッジが発生していると判定する（ステップＳ１５）。

次いで、ブリッジ解除部４２ｄは、灰シュート部３４に設置されたブリッジ解除装置４６に制御信号を送信して動作させ、発生したブリッジを解除させる（ステップＳ１６）。

以上のような第２の態様によれば、判定部４２ｃが、貯槽２５に設置された重量計から貯槽２５内の灰の重量の情報を取得し、分析部４２ｂにて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合であって、貯槽２５内の灰の重量が予め定められた閾値以上である場合に、灰シュート部３３にブリッジが発生していると判定するため、分析部４２ｂにて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合に、それがブリッジのためなのか、それとも灰シュート部３４（および貯槽２５）が空状態であるためなのかを、判別することができ、灰シュート部３４におけるブリッジをより確実に検知することが可能となる。

（ブリッジ検知方法の第３の態様）
次に、ブリッジ検知装置４０によるブリッジ検知方法の第３の態様について、図７を参照して説明する。図７は、ブリッジ検知方法の第３の態様を示すフローチャートである。

第３の態様では、図７に示すように、まず、判定部４２ｃが、不図示の監視制御システム（ＤＣＳ）から灰シュート部３３の下部に設置されたダブルダンパ３３ｂの開閉周期（またはロータリバルブの回転周期）を取得し、ダブルダンパ３３ｂの開閉周期（またはロータリバルブの回転周期）に基づいて、灰シュート部３３から周期的に落下する灰の落下周期を算出しておく（ステップＳ３０）。

次に、上述した第１の態様と同様に、信号取得部４２ａが、灰シュート部３３の外部に配置されたマイクロホン４５から集音された音を取得し、または灰シュート部３３の外部に配置された振動計（不図示）から計測された振動を取得し（ステップＳ１０）、分析部４２ｂが、マイクロホン４５で集音された音または振動計で計測された振動を周波数分析して、灰シュート部３３から落下した灰の落下音または落下による振動を検出する（ステップＳ１１）。

そして、ステップＳ３０において算出された落下周期よりも長時間、分析部４２ｂにて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合には（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、判定部４２ｃは、灰シュート部３３にブリッジが発生していると判定する（ステップＳ１５）。

次いで、ブリッジ解除部４２ｄは、灰シュート部３３に設置されたブリッジ解除装置４６に制御信号を送信して動作させ、発生したブリッジを解除させる（ステップＳ１６）。

以上のような第３の態様によれば、判定部４２ｃが、ダブルダンパ３３ｂの開閉周期（またはロータリバルブの回転周期）に基づいて、灰シュート部３３から周期的に落下する灰の落下周期を算出し、算出した落下周期よりも長時間、分析部４２ｂにて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合に、灰シュート部３３にブリッジが発生していると判定するため、分析部４２ｂにて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合に、それがブリッジのためなのか、それとも灰シュート部３４（および貯槽２５）が空状態であるためなのかを、判別することができ、灰シュート部３４におけるブリッジをより確実に検知することが可能となる。

（ブリッジ検知方法の第４の態様）
次に、ブリッジ検知装置４０によるブリッジ検知方法の第４の態様について、図８を参照して説明する。図８は、ブリッジ検知方法の第４の態様を示すフローチャートである。ブリッジ検知方法の第４の態様は、ブリッジ検知装置４０により、灰押出装置２１の下流側に配置された灰シュート部３１のブリッジを検知する方法である。

第４の態様では、図８に示すように、まず、判定部４２ｃが、不図示の監視制御システム（ＤＣＳ）から灰押出装置２１の動作のタイミング情報を取得しておく（ステップＳ４０）。

次に、上述した第１の態様と同様に、信号取得部４２ａが、灰シュート部３１の外部に配置されたマイクロホン４５から集音された音を取得し、または灰シュート部３３の外部に配置された振動計（不図示）から計測された振動を取得し（ステップＳ１０）、分析部４２ｂが、マイクロホン４５で集音された音または振動計で計測された振動を周波数分析して、灰シュート部３１から落下した灰の落下音または落下による振動を検出する（ステップＳ１１）。

そして、ステップＳ４０において取得された灰押出装置２１の動作のタイミングに同期して、分析部４２ｂにて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合には（ステップＳ４２：ＹＥＳ）、判定部４２ｃは、灰シュート部３１にブリッジが発生していると判定する（ステップＳ１５）。

次いで、ブリッジ解除部４２ｄは、灰シュート部３１に設置されたブリッジ解除装置４６に制御信号を送信して動作させ、発生したブリッジを解除させる（ステップＳ１６）。

以上のような第４の態様によれば、判定部４２ｃが、灰シュート部３１の上流側に配置された灰押出装置２１の動作のタイミング情報を取得し、灰押出装置２１の動作のタイミングに同期して、分析部４２ｂにて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合に、灰シュート部３１にブリッジが発生していると判定するため、分析部４２ｂにて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合に、それがブリッジのためなのか、それとも灰シュート部３１が空状態であるためなのかを、判別することができ、灰シュート部３１におけるブリッジをより確実に検知することが可能となる。

（木質バイオマス発電プラントへの適用例）
なお、上述した実施の形態では、ブリッジ検知装置４０が、ごみ焼却プラント１０の灰シュート部３１～３４で発生するブリッジを検知するように構成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。

たとえば、図９に示すように、ブリッジ検知装置４０が、木質バイオマス発電プラント５０の木屑サイロ部５１で発生するブリッジを検知するように構成されていてもよい。

図９に示す例では、ブリッジ検知装置４０の信号取得部４２ａが、木屑サイロ部５１の外部に配置されたマイクロホン４５から集音された音を取得し、または木屑サイロ部５１の外部に配置された振動計（不図示）から計測された振動を取得し、分析部４２ｂが、マイクロホン４５で集音された音または振動計で計測された振動を周波数分析して、木屑サイロ払出機５１ａから落下した木屑の落下音または落下による振動を検出する。

ここで、分析部４２ｂは、過去の木屑の落下音または落下による振動が記憶されたデータベース４３ａに基づいて、新たにマイクロホン４５で集音された音または振動計で計測された振動の周波数または落下間隔により、木屑が正常に落下しているか否かを区別してもよい。あるいは、分析部４２ｂは、過去の木屑の落下音または落下による振動を機械学習した学習済みモデル４３ｂに基づいて、新たにマイクロホン４５で集音された音または振動計で計測された振動の周波数または落下間隔により、木屑が正常に落下しているか否かを区別してもよい。

木屑サイロ払出機５１ａから周期的に排出される木屑が、重力にしたがって落下して、ホッパ５２に当たるとき、ホッパ５２の固有振動数に応じた特定の波長の音（すなわち木屑の落下音）または振動（すなわち木屑の落下による振動）が発生する。木屑の落下音は、木屑サイロ払出機５１ａの運転音よりも低周波であり、周波数分析による区別が可能である。木屑の落下による振動は、木屑サイロ払出機５１ａの運転に伴う振動とは異なる周波数であり、周波数分析による区別が可能である。したがって、分析部４２ｂが、マイクロホン４５で集音された音または振動計で計測された振動の中からこの落下音または落下による振動を検出することにより、木屑サイロ払出機５１ａの下流側に木屑が搬送されたことを確実に知ることができる。

分析部４２ｂにて木屑の落下音または落下による振動が検出されない場合には、判定部４２ｃが、木屑サイロ部５１にブリッジが発生していると判定し、ブリッジ解除部４２ｄが、木屑サイロ部５１に設置されたブリッジ解除装置４６に制御信号を送信して動作させ、発生したブリッジを解除させる。

以上のような態様によれば、分析部４２ｂがマイクロホン４５で集音された音または振動計で計測された振動の中から木屑の落下音または落下による振動を検出することにより、木屑サイロ払出機５１ａの下流側に木屑が搬送されたことを確実に知ることができ、逆に言えば、木屑サイロ払出機５１ａから落下した木屑の落下音または落下による振動を分析部４２ｂが検出できない場合には、木屑サイロ払出機５１ａの下流側に木屑が搬送されない状態にあると判断することができる。したがって、判定部４２ｃが、分析部４２ｂにて木屑の落下音または落下による振動が検出されない場合に、木屑サイロ部５１にブリッジが発生していると判定することで、レベル計や覗き窓、ＩＴＶカメラを設置する場合に比べて、木屑サイロ部５１におけるブリッジを確実に検知することが可能となる。

以上、本発明の実施の形態および変形例を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。また、各実施の形態および変形例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。

また、本実施の形態に係るブリッジ検知装置４０は１つまたは複数のコンピュータによって構成され得るが、１つまたは複数のコンピュータにブリッジ検知装置４０を実現させるためのプログラム及び当該プログラムを記録した記録媒体も、本件の保護対象である。

１０ ごみ焼却プラント
１１ プラットホーム
１２ ごみピット
１３ ごみクレーン
１４ 焼却炉
１５ ボイラ
１６ エコノマイザ
１７ 集じん装置
１８ 煙突
２１ 灰押出装置
２２ コンベヤ
２３ コンベヤ
２４ コンベヤ
２５ 貯槽
２６ コンベヤ
３１ 灰シュート部
３２ 灰シュート部
３３ 灰シュート部
３３ａ ホッパ
３３ｂ ダブルダンパ
３３ｃ ダスト排出装置
３４ 灰シュート部
４０ ブリッジ検知装置
４１ 通信部
４２ 制御部
４２ａ 信号取得部
４２ｂ 分析部
４２ｃ 判定部
４２ｄ ブリッジ解除部
４３ 記憶部
４３ａ データベース
４３ｂ 学習済みモデル
４５ マイクロホン
４６ ブリッジ解除装置
５０ 木質バイオマス発電プラント
５１ 木屑サイロ部
５１ａ 木屑サイロ払出機
５２ ホッパ
５３ コンベヤ

Claims (10)

1. ごみ焼却プラントの灰シュート部の外部に配置されたマイクロホンまたは振動計から集音された音または計測された振動を取得する信号取得部と、
   前記マイクロホンで集音された音または前記振動計で計測された振動を周波数分析して、前記灰シュート部から落下した灰の落下音または落下による振動を検出する分析部と、
   前記分析部にて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合に前記灰シュート部にブリッジが発生していると判定する判定部と、
   を備え、
   前記判定部は、前記灰シュート部の下部に設置されたロータリバルブの回転周期またはダブルダンパの開閉周期に基づいて、前記灰シュート部から周期的に落下する灰の落下周期を算出し、算出した落下周期よりも長時間、前記分析部にて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合に、前記灰シュート部にブリッジが発生していると判定する
   ことを特徴とするブリッジ検知装置。
2. ごみ焼却プラントの灰シュート部の外部に配置されたマイクロホンまたは振動計から集音された音または計測された振動を取得する信号取得部と、
   前記マイクロホンで集音された音または前記振動計で計測された振動を周波数分析して、前記灰シュート部から落下した灰の落下音または落下による振動を検出する分析部と、
   前記分析部にて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合に前記灰シュート部にブリッジが発生していると判定する判定部と、
   を備え、
   前記判定部は、前記灰シュート部の上流側に配置された灰押出装置の動作のタイミング情報を取得し、前記灰押出装置の動作のタイミングに同期して、前記分析部にて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合に、前記灰シュート部にブリッジが発生していると判定する
   ことを特徴とするブリッジ検知装置。
3. 前記判定部によりブリッジが発生していると判定された場合に前記灰シュート部に設置されたブリッジ解除装置を動作させるブリッジ解除部
   をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のブリッジ検知装置。
4. 前記分析部は、過去に前記灰シュート部から落下した灰の落下音または落下による振動が記憶されたデータベースに基づいて、新たに前記マイクロホンで集音された音または前記振動計で計測された振動の周波数または落下間隔により、灰が正常に落下しているか否かを区別する
   ことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のブリッジ検知装置。
5. 前記分析部は、過去に前記灰シュート部から落下した灰の落下音または落下による振動を機械学習した学習済みモデルに基づいて、新たに前記マイクロホンで集音された音または前記振動計で計測された振動の周波数または落下間隔により、灰が正常に落下しているか否かを区別する
   ことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のブリッジ検知装置。
6. 請求項１～５のいずれかに記載のブリッジ検知装置を備えたごみ焼却プラント。
7. ごみ焼却プラントの灰シュート部の外部に配置されたマイクロホンまたは振動計から集音された音または計測された振動を取得するステップと、
   前記マイクロホンで集音された音または前記振動計で計測された振動を周波数分析して、前記灰シュート部から落下した灰の落下音または落下による振動を検出するステップと、
   前記灰の落下音または落下による振動が検出されない場合に前記灰シュート部にブリッジが発生していると判定するステップであって、前記灰シュート部の下部に設置されたロータリバルブの回転周期またはダブルダンパの開閉周期に基づいて、前記灰シュート部から周期的に落下する灰の落下周期を算出し、算出した落下周期よりも長時間、前記灰の落下音または落下による振動が検出されない場合に、前記灰シュート部にブリッジが発生していると判定するステップと、
   を備えたことを特徴とするブリッジ検知方法。
8. ごみ焼却プラントの灰シュート部の外部に配置されたマイクロホンまたは振動計から集音された音または計測された振動を取得するステップと、
   前記マイクロホンで集音された音または前記振動計で計測された振動を周波数分析して、前記灰シュート部から落下した灰の落下音または落下による振動を検出するステップと、
   前記灰の落下音または落下による振動が検出されない場合に前記灰シュート部にブリッジが発生していると判定するステップであって、前記灰シュート部の上流側に配置された灰押出装置の動作のタイミング情報を取得し、前記灰押出装置の動作のタイミングに同期して、前記灰の落下音または落下による振動が検出されない場合に、前記灰シュート部にブリッジが発生していると判定するステップと、
   を備えたことを特徴とするブリッジ検知方法。
9. コンピュータに、
   ごみ焼却プラントの灰シュート部の外部に配置されたマイクロホンまたは振動計から集音された音または計測された振動を取得するステップと、
   前記マイクロホンで集音された音または前記振動計で計測された振動を周波数分析して、前記灰シュート部から落下した灰の落下音または落下による振動を検出するステップと、
   前記分析部にて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合に前記灰シュート部にブリッジが発生していると判定するステップであって、前記灰シュート部の下部に設置されたロータリバルブの回転周期またはダブルダンパの開閉周期に基づいて、前記灰シュート部から周期的に落下する灰の落下周期を算出し、算出した落下周期よりも長時間、前記灰の落下音または落下による振動が検出されない場合に、前記灰シュート部にブリッジが発生していると判定するステップと、
   を実行させることを特徴とするブリッジ検知プログラム。
10. コンピュータに、
    ごみ焼却プラントの灰シュート部の外部に配置されたマイクロホンまたは振動計から集音された音または計測された振動を取得するステップと、
    前記マイクロホンで集音された音または前記振動計で計測された振動を周波数分析して、前記灰シュート部から落下した灰の落下音または落下による振動を検出するステップと、
    前記分析部にて灰の落下音または落下による振動が検出されない場合に前記灰シュート部にブリッジが発生していると判定するステップであって、前記灰シュート部の上流側に配置された灰押出装置の動作のタイミング情報を取得し、前記灰押出装置の動作のタイミングに同期して、前記灰の落下音または落下による振動が検出されない場合に、前記灰シュート部にブリッジが発生していると判定するステップと、
    を実行させることを特徴とするブリッジ検知プログラム。

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