JPH1026318A - 火葬炉の燃焼制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 火葬炉において各種公害物質の排出量の低減
と、完全自動運転化を実現し得る火葬炉の燃焼制御シス
テムの提供。 【解決手段】 炉内に搬入された被燃焼体１を、既設の
バーナーにて焼却する火葬炉の燃焼制御システムにおい
て、被燃焼体１を含む炉内の状況を映像データとして取
り込む映像入力装置２と、被燃焼体１が載置による炉床
への荷重を検出する荷重検出装置３と、前記映像データ
から導いた被燃焼体１の形状に関する時系列データ及び
前記炉床にかかる荷重の時系列データを用い残存する被
燃焼体１を焼くバーナーについて焼却に適した火炎の噴
射方向及び燃料供給量を調節する制御装置４を具備する
ことを特徴とする火葬炉の燃焼制御システム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、火葬炉の燃焼制御
システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、火葬作業の分野においては、作業
員が火葬の進行状況を目視しつつ、燃焼具合、バーナー
の角度及び炉内における台車の位置調整を、勘と経験に
基づき調整し、不具合なく火葬を行われる様に制御して
おり、火葬の終了を判断する場合においても作業員の目
視に頼っているのが実情である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
如く目視に頼っていたのでは、作業員の誤操作も起き得
るのみならず、目視時において運悪く被燃焼体が破裂し
た場合には、高温となった物体が目に入る可能性もあ
る。また、様々な物の燃焼により発生する煙に含まれる
ＮＯｘ、ＳＯ2 、ＣＯ、ダイオキシン等の削減が大きく
叫ばれている現状にあって、その様な有害物質の発生抑
止が困難であるという問題があった。

【０００４】本発明は上記実情に鑑みて成されたもので
あって、火葬炉において各種公害物質の排出量の低減
と、完全自動運転化を実現し得る火葬炉の燃焼制御シス
テムの提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為に
成された本発明による火葬炉の燃焼制御システムは、炉
内に搬入された被燃焼体を、既設のバーナーにて焼却す
る火葬炉の燃焼制御システムにおいて、被燃焼体を含む
炉内の状況を映像データとして取り込む映像入力装置を
備え、時には被燃焼体が載置による炉床への荷重を検出
する荷重検出装置をも兼ね備え、前記映像データから導
いた被燃焼体の形状に関する時系列データや、時には前
記炉床にかかる荷重の時系列データをも用い、残存する
被燃焼体を焼くバーナーについて焼却に適した火炎の噴
射方向及び燃料供給量を調節する制御装置を具備するこ
とを特徴とするものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明による火葬炉の燃焼
制御システムの実施の形態を図面に基づき説明する。

【０００７】本発明による火葬炉の燃焼制御システム
は、被燃焼体１を含む炉内の状況を映像データとして取
り込む映像入力装置２と、被燃焼体１を載せた台車５が
載置された炉床にかかる荷重及びその分布を検出する荷
重検出装置３と、前記映像データから導いた被燃焼体１
の形状に関する時系列データ及び前記炉床にかかる荷重
の時系列データより該被燃焼体１の残存位置、量及び質
を推定し、該燃焼体を焼くバーナーについて火炎の噴射
方向及び該火炎の放射範囲並びに該バーナーへの燃料供
給量を調節する制御装置４を具備するものである。

【０００８】該火葬炉は、実際に火葬を行う主燃焼室６
と、不完全燃焼の排気を完全に燃やす為の再燃焼室７と
で構成され、前記主燃焼室６の炉床が、その下方におけ
る少なくとも３箇所以上に前後左右に満遍なく配設した
荷重検出装置３たるロードセルによって担架され、且つ
該主燃焼室６の内部を多角的に撮影すべく、後壁８に一
機、左右側壁の後部にそれぞれ一機の映像入力装置２，
２，２が主燃焼室６に設置されている。

【０００９】主燃焼室６と再燃焼室７それぞれの後壁８
には、主燃バーナー１０と再燃バーナー１１が配設さ
れ、そのうち主燃バーナー１０は、火炎の放射範囲を広
めたり狭めたり調節でき、且つ放射方向を上下左右に揺
動できる様に、例えば直交する２軸を以て支持されてい
る他、各燃焼室７，８には炉内の温度を検出する為の温
度センサー１２及び炉内の圧力を検出する為の圧力セン
サー１３が配設されている。

【００１０】前記荷重検出装置３、映像入力装置２、温
度センサー１２、圧力センサー１３（以下、検出部と総
称する。）は、中継ハブ１４を介して制御装置４へ接続
され、該制御装置４は、各バーナー１０，１１の火力並
びに主燃バーナー１０の姿勢の制御及び火葬炉の排気・
給気系統におけるダンパーやポンプ（以下、作動部と総
称する。）の制御を行う制御盤１５に接続される。即
ち、制御装置４は、各検出部の出力に基いて作動部の起
動内容を定め、その旨を制御盤１５へ送出する役割を果
たし、制御盤１５は、該制御内容を実行するに必要な電
気信号を形成し、該電気信号を種々のアクチュエータへ
送出する役割を果たすものである。

【００１１】本発明による火葬炉の燃焼制御システム
は、特に、荷重検出装置３たるロードセルと映像入力装
置２を検出部として備えており、前記映像データにおけ
る被燃焼体１部分の面積又は体積の時間的推移及び炉床
にかかる荷重の時間的推移より該被燃焼体１の残存部分
の分布、量及び質を推定し、主燃バーナー１０について
火炎の噴射方向及び該火炎の放射範囲並びに主燃バーナ
ー１０への燃料供給量を制御装置４にて導出する。

【００１２】これら検出事項の推移の基準には、例え
ば、主燃焼室６の前段に設けられている前室（図示省
略）に、主燃焼室６と同様の荷重検出装３置及び棺１６
の外観及び内部を映し出すＣＣＤカメラやＸ線カメラを
設け、それらによって検出した棺１６の素材や表面材
質、並びに、遺体の大きさ、副葬品の量、炉床にかかる
荷重及びその重心位置や荷重分布を用いれば良い。これ
らは、前記の通り検出事項の推移を考察する基準になる
他、点火時より有害物質の発生を抑えた適切な火力で燃
焼を行う為の指標とも成る。これは、副葬品や遺体によ
っては燃焼状態が異なる為に、燃焼温度が異常に高温と
なれば、窒素酸化物の排出を促進するということが背景
にある。

【００１３】棺１６を載せた台車５が主燃焼室６へ送ら
れると、先ず再燃焼室７の再燃バーナー１１が点火さ
れ、主燃焼室６内が主燃バーナー１０の点火が可能な温
度に達するまで排気系統のダンパー１７の開閉によって
炉の内圧の調整が行われ、有害物質除去装置１８によっ
て有害物質に対応する薬品の噴霧及び触媒等の準備が行
われる。

【００１４】主燃焼室６内が所定の温度に達すると、主
燃バーナー１０が点火され、本火葬炉の燃焼制御が開始
される。火葬の分野においては、長年の経験則により培
われた原則が存在し、該原則に基き予め登録されている
シーケンスデータを以て作動部が制御され火葬が行われ
る。該シーケンスデータによる制御は、各バーナーの火
力制御が主となる。前記原則に基く一般的な火力の推移
を例として挙げると、主燃バーナー１０は最初比較的弱
い火力にて運転され、暫く（５分前後）経過した後にい
わゆる中火に火力が上げられる。この様に火葬初期にお
いて主燃バーナー１０の火力を比較的弱く設定するの
は、前記の如く副葬品によっては大量の窒素酸化物の排
出が予測できることから、該窒素酸化物の排出防止と炉
内の異常加熱防止を図るためである。そして、更に５分
前後経過した以降は主燃バーナー１０を最も強い火力で
燃焼させる。この時期に入ると高温で燃焼する部分や窒
素酸化物を多く発生する部分はほとんど焼失し、後はほ
ぼ均一な熱量を与えて燃焼を続ければ支障がないという
経験則による。

【００１５】その間制御装置４は、主に主燃焼室６の温
度センサー１２による出力から燃焼温度を取得すると共
に、荷重検出装置３、映像入力装置２、圧力センサー１
３等の各検出部からそれぞれのデータを取り込み、各々
の時系列データを構築する。又、温度検出の都度、前記
シーケンスデータと共に登録してある理想温度データと
比較し、例えば、理想温度よりも現燃焼温度の方が高い
場合は排気ダンパー１７の開度を増し、現燃焼温度の方
が低い場合は排気ダンパー１７の開度を減ずるように制
御する。

【００１６】前記の如く火力のシーケンス制御が成され
たとしても、副葬品や遺体の燃焼状態が均一でないため
に炉内の温度が時折急上昇することが少なくないこと
や、異常な高温下での燃焼は窒素酸化物の排出を促進し
燃費を悪化するのみならず、炉の耐用年数を短縮すると
いった悪影響があることに鑑み、単位時間中における燃
焼温度の上昇量を周期的に取得しその上昇量が所定値を
越えた場合には、前記シーケンス制御の処理に関わらず
主燃バーナー１０の火力を下げることもある。

【００１７】本火葬炉においては、例えば３０秒毎に炉
内における１０秒間の温度変化をサンプリングし、炉内
の温度がサンプリング中（１０秒間）に２０度以上上昇
すると主燃バーナー１０の火力を弱火に低下させ、続く
サンプリング時において１０秒間の温度上昇が２０度未
満となった時に主バーナー１０の火力を前記シーケンス
制御に基づく火力に戻すといった制御が行われている。

【００１８】これらの制御のみでも火葬における火力の
一応の制御は成し得るが、被燃焼体１には燃えやすい物
と燃えにくいものが存在する他、場合に因っては被燃焼
体１が前後左右に場所を移動する場合もある。その場
合、主燃バーナー１０の噴出する火炎が被燃焼体１を適
格に捕えていないと火力が無駄であるし、火力が大きく
なった後にも窒素酸化物を多く排出する物体が残ってい
たのでは大気汚染防止という効果を奏し得ない。そこで
本発明による燃焼制御システムは、主燃バーナー１０の
火炎を、図２の如く残った被燃焼体１へ適格に合わせ、
且つその火力及び火の放射範囲をも調整すべく、前記荷
重検出装置３及び映像入力装置２から検出したデータに
よる時系列データを用いて自動制御を行おうとするもの
である。

【００１９】即ち、映像のみから容易に把握できるもの
は残留する被燃焼体１の形状（投影面積又は体積）と分
布が主であり、これらの時間的推移、更には、履歴デー
タを蓄積しておくことによって、それらが燃えやすい質
のものか或いは燃えにくい質のものかがある程度推測で
きるので、前記荷重検出装置は必須の構成要素ではな
い。しかしながら、映像と荷重分布及び総荷重等を関連
させることによって、被燃焼体１の部分的な比重が推定
できるのみならず、時系列データとすることにより、そ
れらが燃えやすい質のものか或いは燃えにくい質のもの
かが更に正確に認定できる。

【００２０】これらの情報から窒素酸化物を多量に排出
するものであると判断すれば、主燃バーナー１０をその
対象に向け且つ燃焼初期と同様に火力を下げ、更にそれ
が広範囲に亘って存在すれば、主燃バーナー１０の火炎
の放射範囲を広げてやる。逆に、それらが窒素酸化物を
多く排出しないものであると判断した場合には、主燃バ
ーナー１０をその対象に向け且つ燃焼後期と同様に火力
を上げ、更にそれが広範囲に亘って存在すれば、主燃バ
ーナー１０の火炎の放射範囲を広げてやる。後は、残留
する被燃焼体１の分布状態に伴って火炎の噴射角度や放
射範囲を変えていけば良い。その際にも前記温度センサ
ー１２による制御が行われているので、急激な温度変化
等を加味した極めて確実な燃焼制御が行われることとな
る。

【００２１】主燃バーナー１０を炉内の所定ポイントに
向ける手段としては、例えば、各映像入力装置２，２，
２で映し出された主燃焼室６の内部空間を３次元座標系
で定義し、残留する被燃焼体１を３次元方程式で定義さ
れた曲線の集合たるワイヤーフレームにて表現した上
で、その分布状況に応じて主燃バーナー１０を指向せし
めるポイントの座標を算出し、且つ各軸の回転させるべ
き角度を導出し、主燃バーナー１０を支持する２本の直
交軸を駆動するサーボモーター等に対し、その旨のデー
タを送出するなどの手段を採れば良い。主燃バーナー１
０の指向角度の関係で、主燃バーナー１０と被燃焼体１
間の距離が遠くなる場合には、制御の一部に、例えば図
２（ハ）の如く台車５を前後へ自動的に移動せしめる部
分を構築しておけば、より燃費の良い火葬が可能とな
る。台車５を駆動する具体的手段としては、主燃焼室６
の後壁８から該台車５に連結するアームを伸縮するなど
の方法がある。

【００２２】該火葬炉における燃焼をより効率的なもの
とする為には、様々な場合について最適な理想データを
設定することは勿論、理想データと比較するタイミング
や単位時間あたりの温度上昇量検出のタイミングも用途
に最も適したものとすることが望ましい。その際、一定
間隔で理想データと比較しても良いし、不要な比較行程
を割愛し、各検出部毎に異なる要所を抜粋して比較を行
うなどの手法が考えられ、制御の目的と成り得る排気・
給気系統のダンパーの開度や、主バーナーの火力の段階
数についてもより細かく変更すれば良い。一方、より簡
易な構成とするには、前記シーケンス制御や、単位時間
の温度変化による制御を絡めずに映像のみによる制御
や、映像と荷重のみを関連させた制御も可能であり、火
葬炉の仕様等に応じて映像による制御と他の制御方法と
を適宜絡めて構築することが肝要である。

【００２３】

【発明の効果】以上の如く本発明による火葬炉の燃焼制
御システムを使用すれば、被燃焼物の大小或いは多少又
は質によって火葬時間が平均（３０分前後）から大きく
隔たったとしても、映像と荷重を検出することで焼却の
終了時を確実に認識する他、適性な火力、適性な向き、
適性な火炎の放射範囲で緻密な燃焼制御を行うことがで
きる為、焼却時の燃料を効率良く利用できることはもと
より、大気中に排出する有害物質の量も大幅に減少させ
ることができる。そして、制御のほとんど全てがディジ
タルデータで管理されることによって、無人化はもとよ
り、遠隔管理システム化へも極めて容易に対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による火葬炉の燃焼制御システムの一例
を示すブロック図である。

【図２】（イ）（ロ）（ハ） 本発明による火葬炉の燃焼制御システムによる被燃焼体
の火葬状況の推移と主燃バーナーの向きとの関係を示す
説明図である。

【符号の説明】

１ 被燃焼体 ２ 映像入力装置 ３ 荷重検出装置 ４ 制御装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炉内に搬入された被燃焼体（１）を、既
   設のバーナーにて焼却する火葬炉の燃焼制御システムに
   おいて、被燃焼体（１）を含む炉内の状況を映像データ
   として取り込む映像入力装置（２）と、前記映像データ
   から導いた被燃焼体（１）の形状に関する時系列データ
   を用い残存する被燃焼体（１）を焼くバーナーについて
   焼却に適した火炎の噴射方向と燃料供給量の少なくとも
   一方を調節する制御装置（４）を具備することを特徴と
   する火葬炉の燃焼制御システム。
2. 【請求項２】 炉内に搬入された被燃焼体（１）を、既
   設のバーナーにて焼却する火葬炉の燃焼制御システムに
   おいて、被燃焼体（１）を含む炉内の状況を映像データ
   として取り込む映像入力装置（２）と、被燃焼体（１）
   が載置による炉床への荷重を検出する荷重検出装置
   （３）と、前記映像データから導いた被燃焼体（１）の
   形状に関する時系列データ及び前記炉床にかかる荷重の
   時系列データを用い残存する被燃焼体（１）を焼くバー
   ナーについて焼却に適した火炎の噴射方向と燃料供給量
   の少なくとも一方を調節する制御装置（４）を具備する
   ことを特徴とする火葬炉の燃焼制御システム。