JPH11325855A - 溶融面計測方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶融処理状態を即時に把握すべく、被処理物
の溶融面の位置を連続的に直接計測できる溶融面計測方
法を提供する。 【解決手段】 溶融炉内の溶融処理領域６に供給された
被処理物を溶融処理し、その溶融処理で生成された溶融
物を前記溶融炉の炉底部に設けられた出滓口４から排出
する溶融処理過程において、前記溶融炉内の所定強度以
上の発光スペクトルの短波長端より発光波長が短波長の
光ビーム１９を前記被処理物の溶融面１２に照射し、前
記溶融面１２上の前記光ビーム１９のビームスポット２
１の位置を検出可能な光センサ３２で当該位置を検出し
て前記溶融面１２の前記溶融炉内での相対位置を計測す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶融炉内の溶融処
理領域に供給された被処理物を溶融処理し、その溶融処
理で生成された溶融物を炉底部に設けられた出滓口から
排出する溶融炉における溶融処理の制御技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の溶融炉としては、燃焼器が配置
された天井部の周囲に円筒状の内筒を立設するととも
に、底部中心部に出滓口を形成してある円筒状に有底の
外筒を前記内筒の外側に配して、前記天井部の下部空間
に溶融処理領域を形成し、前記外筒と前記内筒の間に被
処理物の堆積部を形成し、前記堆積部下部と前記溶融処
理領域を連通させて前記堆積部上部から前記溶融処理領
域にかけて前記被処理物を供給する環状供給路を形成
し、前記外筒を前記内筒に対して相対回転させて前記堆
積部上部から供給された前記被処理物を前記溶融処理領
域に向けて搬送可能な構造とし、前記溶融処理領域内に
搬送供給された前記被処理物の前記燃焼器に面した露出
面を前記燃焼器の燃焼によって溶融し、その溶融した前
記被処理物である溶融スラグを前記出滓口から流下させ
排出する構成のものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の溶融炉には、前記被処理物の溶融面の位置を連続
的に直接計測できるセンサ等の計測手段を具備したもの
はなく、当該溶融炉における溶融処理の制御に当って
は、前記溶融処理領域の炉内温度、前記出滓口から排出
した溶融スラグが冷却水を蓄えた水冷槽中に滴下し急冷
されてできた水砕スラグの排出量等を検出して、適正な
溶融処理を維持すべく前記相対回転速度及び前記燃焼器
への燃料供給量等の制御を行っていた。

【０００４】従って、前記水砕スラグ排出量、或いは、
前記炉内温度の検出結果からは、即時に溶融処理状態を
把握することができず、前記被処理物の前記溶融処理領
域内への単位時間当りの搬送供給量に対して前記燃焼器
の燃焼が過度で炉内温度が適正温度より高温の場合は、
前記被処理物の溶融が促進され過ぎて、前記溶融面の位
置が前記出滓口から後退し、前記出滓口周辺の炉底が露
出して焼損する虞があり、また、上記とは逆の状況下で
は、前記溶融面が前記出滓口を覆う位置まで前進し、溶
融不良の高粘度の被処理物が前記出滓口から排出して前
記出滓口に連続するスラグポートを閉塞する虞があっ
た。

【０００５】従って、本発明の目的は、上記問題点に鑑
み、溶融処理状態を即時に把握すべく、被処理物の溶融
面の位置を連続的に直接計測できる溶融面計測方法及び
装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明の第一の特徴構成は、溶融面計測方法に関し、
特許請求の範囲の欄の請求項１に記載の如く、溶融炉内
の溶融処理領域に供給された被処理物を溶融処理し、そ
の溶融処理で生成された溶融物を前記溶融炉の炉底部に
設けられた出滓口から排出する溶融処理過程において、
前記溶融炉内の所定強度以上の発光スペクトルの短波長
端より発光波長が短波長の光ビームを前記被処理物の溶
融面に照射し、前記溶融面上の前記光ビームのビームス
ポット位置を検出可能な光センサで当該位置を検出して
前記溶融面の前記溶融炉内での相対位置を計測する点に
ある。

【０００７】同第二の特徴構成は、溶融面計測方法に関
し、特許請求の範囲の欄の請求項２に記載の如く、上記
第一の特徴構成に加えて、前記光センサがＣＣＤカメラ
であり、前記ＣＣＤカメラの視野内の前記ビームスポッ
ト位置から前記光ビームの延長線上における所定位置か
ら前記溶融面までの距離を演算する溶融面距離演算処理
を実行する点にある。

【０００８】同第三の特徴構成は、溶融面計測方法に関
し、特許請求の範囲の欄の請求項３に記載の如く、上記
第二の特徴構成に加えて、前記光ビームが一定周期毎に
出力するパルスビームであり、前記ＣＣＤカメラのシャ
ッタが、少なくとも前記光ビームの出力強度が所定値以
上の間、前記光ビームの出力パルスに同期して開き、そ
のシャッタの１パルス毎のシャッタ開時間が所定時間内
に制限されている点にある。

【０００９】同第四の特徴構成は、溶融面計測装置に関
し、特許請求の範囲の欄の請求項４に記載の如く、溶融
炉内の溶融処理領域に供給された被処理物を溶融処理
し、その溶融処理で生成された溶融物を炉底部に設けら
れた出滓口から排出する溶融炉において、前記被処理物
の溶融面の位置変動範囲内でその溶融面上に、前記溶融
炉内の所定強度以上の発光スペクトルの短波長端より発
光波長が短波長の光ビームを照射可能な光ビーム照射手
段と、前記溶融面上の前記光ビームのビームスポット位
置を検出可能な光センサとを備え、前記光センサの検出
情報に基づいて前記溶融面の前記溶融炉内での相対位置
を計測する点にある。

【００１０】同第五の特徴構成は、溶融面計測装置に関
し、特許請求の範囲の欄の請求項５に記載の如く、上記
第四の特徴構成に加えて、前記光センサがＣＣＤカメラ
であり、前記ＣＣＤカメラの視野内の前記ビームスポッ
ト位置から前記光ビームの延長線上における所定位置か
ら前記溶融面までの距離を演算する溶融面距離演算処理
手段を備えている点にある。

【００１１】同第六の特徴構成は、溶融面計測装置に関
し、特許請求の範囲の欄の請求項６に記載の如く、上記
第五の特徴構成に加えて、前記光ビームが一定周期毎に
出力するパルスビームであり、前記ＣＣＤカメラのシャ
ッタが、少なくとも前記光ビームの出力強度が所定値以
上の間、前記光ビームの出力パルスに同期して開き、そ
のシャッタの１パルス毎のシャッタ開時間が所定時間内
に制限されている点にある。

【００１２】以下に作用並びに効果につき説明する。上
記第一または第四の特徴構成によれば、溶融炉内からの
放射スペクトルは、溶融炉内温度が通常１３００℃程度
であり図６に示す黒体の分光放射発散度の波長特性よ
り、前記被処理物を溶融処理するための燃焼火炎及び溶
融面からの発光スペクトルは概ね４５０ｎｍ以上の可視
光域及び赤外線領域であることから、それより短波長の
紫外線領域は存在しないため、前記溶融面上に紫外線レ
ーザ等の光ビーム照射手段から照射された前記光ビーム
のビームスポットの存在は確実に前記光センサによって
検出でき、更に、前記光ビームの位置が定位置に固定さ
れている場合は前記溶融面の位置の変化による前記ビー
ムスポット位置の変化を前記光センサによって検出する
ことにより、或いは、前記光センサが前記ビームスポッ
ト位置を定位置で検出可能に構成されている場合は前記
ビームスポット位置を移動させないように前記溶融面の
位置の変化に応じて前記光ビームの位置を移動させるこ
とにより、前記溶融面の位置を検出することができるの
である。

【００１３】また、前記光ビームが４５０ｎｍ以上の発
光波長を含む場合であっても、前記光ビームの出力強度
が、前記光ビームの波長範囲内における前記溶融炉内か
らの放射エネルギよりも大きければ、前記光ビームの発
光波長が概ね４５０ｎｍ以下の場合と同様に前記溶融面
の位置を検出することができる。但し、前記光ビームの
発光波長をむやみに長波長領域に広げると、前記光ビー
ムの出力を大きくしなければならず、消費電力の高騰及
び設備の大型化につながるため、この発光波長範囲は、
前記溶融炉内からの放射エネルギが小さい紫外領域及び
その近傍の波長範囲である５５０ｎｍ以下に制限するの
が好ましい。

【００１４】従って、上記の如く、前記溶融面の位置を
直接且つ連続的に検出することができる結果、前記溶融
面の位置を適正に維持することができ、炉底の焼損や溶
融不良によるスラグポートの閉塞等の異常発生を未然に
回避することができるとともに、前記水砕スラグ排出
量、或いは、前記炉内温度の検出結果による制御に加え
て、溶融状態の適正状態からの変動を即座に修正できる
ため、炉内温度や排ガス中の酸素濃度や一酸化炭素濃度
の変動も抑制でき、より安定した操炉が可能となるので
ある。

【００１５】上記第二または第五の特徴構成によれば、
前記光ビームを前記溶融面上に照射する光ビーム照射手
段の設置箇所及び前記光ビームの位置、及び、前記ＣＣ
Ｄカメラの設置箇所及びその視野角を固定することがで
きるため、これらの機械的な位置制御や調整が不要とな
り、前記溶融面の位置検出を前記ＣＣＤカメラの視野内
の前記ビームスポット位置情報から電子的な情報処理で
実行できるため、高信頼度で高速の処理が可能となるの
である。

【００１６】ところで、前記光ビームが連続光の場合
は、その出力強度は常時前記溶融炉内からの放射エネル
ギより大きく設定しておく必要があるが、上記第三また
は第六の特徴構成によれば、電力消費を抑えながら、前
記ＣＣＤカメラが前記光ビームを検出期間内だけ、その
出力強度を高くすることができ、ＳＮ比を向上させるこ
とができるのである。特に、前記シャッタ開時間を、前
記出力パルスの出力強度が前記溶融炉内からの放射エネ
ルギより小さい期間内においてなるべく短くすること
で、前記光ビームの出力強度を一定に保ちながら、前記
ＣＣＤカメラが受光する前記溶融炉内からのノイズ光を
低減できるため、更に、ＳＮ比の向上が図れるのであ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係る溶融面計測方
法及び溶融面計測装置の一実施の形態を図面に基づいて
説明する。

【００１８】図１に示すように、本発明に係る溶融面計
測方法及び装置の適用対象の一例である廃棄物溶融炉
は、燃焼器１が配置された天井部２の周囲に円筒状の内
筒３を立設するとともに、底部中心部に出滓口４を形成
してある円筒状に有底の外筒５を前記内筒３の外側に配
して、前記天井部２の下部空間に溶融処理領域６を形成
し、前記外筒５と前記内筒３の間に被処理物の堆積部７
を形成し、前記堆積部７の下部と前記溶融処理領域６を
連通させて前記堆積部７の上部から前記溶融処理領域６
にかけて前記被処理物を供給する環状供給路８を形成
し、前記内筒３の外壁部に前記堆積部７の被処理物を切
り出す切出手段９を設け、前記外筒５が前記内筒３の周
りを回転すると上方より前記堆積部７に供給された前記
被処理物も前記内筒３に対して回転移動し、前記被処理
物が前記内筒３側に固定された前記切出手段９によって
切り出され前記溶融処理領域６に向けて搬送される構造
となっている。前記切出手段９は、前記堆積部７に向け
て突出した複数の切出片１０を前記内筒３の下端部に取
り付けて構成してある。また、前記外筒５の外壁面に回
転ローラを当接させて前記外筒５を回転させる回転駆動
手段１１が設けられている。

【００１９】更に、前記環状供給路８を経て前記溶融処
理領域６内に搬送供給された前記被処理物の前記燃焼器
１に面した露出面は、ほぼ逆円錐曲面或いは逆楕円面状
になり、前記燃焼器１によって前記溶融処理領域６に形
成される燃焼火炎の熱によって溶融して溶融面１２を形
成し、その溶融した前記被処理物である溶融スラグが前
記溶融面１２に沿って流下し、前記出滓口４から滴下し
て、下方に備えるスラグ回収装置１３で捕集処理される
構成となっている。

【００２０】前記出滓口４に連続してその下方部に形成
された前記溶融スラグが滴下していく通路としてスラグ
ポート１４が形成されており、そのスラグポート１４
は、前記スラグ回収装置１３に対して回転自在且つ気密
に連結している。前記スラグ回収装置１３は、滴下して
きた前記溶融スラグを急冷固化する冷却水を蓄えた水冷
槽１５を前記スラグポート１４の下方に備えており、そ
の水冷槽１５で急冷されてできた水砕スラグが搬送装置
（図示せず）により連続的に回収される構成となってい
る。また、前記溶融処理領域６で発生した排ガスは、前
記スラグポート１４を介して前記スラグ回収装置１３の
上部に設けられた排ガス排出口１６から所定の排ガス処
理装置（図示せず）に排気される。

【００２１】前記天井部２には紫外線を透過可能な窓１
７、１８が２カ所に設けられており、一方の窓１７の外
側には、前記溶融処理領域６内に形成されている前記溶
融面１２に向けて光ビーム１９を照射する光ビーム照射
手段２０が設置されており、また、他方の窓１８の外側
には前記溶融面１２上にできる前記光ビーム１９のビー
ムスポット２１を所定の視野内に収めて連続的に撮影す
るＣＣＤカメラ２２が設けられている。更に、前記ＣＣ
Ｄカメラ２２が撮影した画像の画像信号２３から前記溶
融面１２の位置、具体的には、前記光ビーム１９の延長
線上の炉底２４から前記ビームスポット２１までの距離
ｈを演算する溶融面距離演算処理手段２５と、演算され
た前記距離ｈに基づいて前記外筒５の回転速度を制御す
る回転制御手段２６が設けられている。

【００２２】図２に示すように、前記溶融処理領域６内
の前記燃焼器１によって形成される前記燃焼火炎や前記
溶融面１２等からの放射スペクトルが約４５０ｎｍ以上
の可視光域及び赤外線領域であることから、前記光ビー
ム１９の中心波長はその発光スペクトルの長波長端が約
４５０ｎｍの前記溶融処理領域６からの放射スペクトル
の短波長端の波長より短くなるように設定してあり、前
記光ビーム照射手段２０は当該発光波長域の連続発振レ
ーザで構成されている。また、前記ＣＣＤカメラ２２の
検出波長範囲は、所定の帯域通過フィルタを装着して４
５０ｎｍより短波長側になるように設定してあり、前記
光ビーム１９を検出可能で、且つ、前記溶融処理領域６
からの放射波及びその他の可視光及び赤外線をノイズ成
分として除去可能に設定してある。

【００２３】次に、前記ＣＣＤカメラ２２が撮影した画
像の画像信号２３から前記溶融面距離演算処理手段２５
が前記距離ｈを算出する手順について説明する。

【００２４】図３に示すように、点Ａに設置した前記Ｃ
ＣＤカメラ２２は撮像レンズ２７とＣＣＤエリアセンサ
２８とそのＣＣＤエリアセンサ２８の出力信号を所定フ
ォーマットの画像信号に変換する信号処理部２９を備え
て構成され、撮影可能な視野角βは前記撮像レンズ２７
で決定される。前記視野角β内の被写体である前記溶融
面１２は前記撮像レンズ２７を通して前記ＣＣＤエリア
センサ２８上に結像し、前記溶融面１２上の前記ビーム
スポット２１の位置は前記ＣＣＤエリアセンサ２８上の
前記ビームスポット２１の結像点の位置として認識され
る。従って、前記溶融面１２が、前記光ビーム１９と前
記撮像レンズ２７の光軸３０の交点Ｃを通過する場合
は、前記ビームスポット２１は交点Ｃに形成され、前記
ＣＣＤエリアセンサ２８上の撮像画面の中心に位置す
る。この撮像画面は、前記交点Ｃを通過し前記光軸３０
に垂直な面で前記視野角β内の上端Ｐと下端Ｓの間に位
置する視野画面３１として観察される。また、前記溶融
面１２の位置が移動すると、前記ビームスポット２１の
位置は前記交点Ｃから前記光ビーム１９上を上下に移動
するが、その移動が前記視野角β内の上限点Ｐ’と下限
点Ｓ’の範囲内に収まるように、予め前記光軸３０の前
記点Ａからの俯角α、前記視野角β或いは前記視野画面
３１と前記ＣＣＤカメラ２２までの距離を設定しておけ
ば、前記溶融面１２の位置移動に伴う前記ビームスポッ
ト２１の位置の移動が前記視野画面３１内に収めること
ができる。

【００２５】次に、前記ＣＣＤカメラ２２が出力する前
記画像信号２３から得られる前記ビームスポット２１の
前記視野画面３１内における位置情報から、前記距離ｈ
を演算する方法について、図４及び図５に示す２次元モ
デルに基づいて説明する。

【００２６】先ず、図４に示すように、前記溶融面１２
の位置が上方に移動し、前記ビームスポット２１の位置
が前記交点Ｃから前記上限点Ｐ’の方向に距離ｄだけ移
動した点Ｑ’にある場合を想定する。この場合、前記ビ
ームスポット２１は、前記視野画面３１上において前記
交点Ｃから前記上端Ｐ寄りの点Ｑに移動する。この点Ｑ
の位置は前記視野画面３１上において前記交点Ｃから画
素数ｍで特定できる。ここで、前記視野画面３１上での
１画素分の長さｗは、前記点Ａから前記交点Ｃまでの距
離をｚ、前記ＣＣＤエリアセンサ２８の前記視野画面３
１の前記上端Ｐと前記下端Ｓ間の総画素数をＭとする
と、数１で表される。

【００２７】

【数１】ｗ＝２・ｚ・ｔａｎ（β／２）／Ｍ

【００２８】また、前記点Ｑの前記交点Ｃからの距離は
前記画素数ｍと前記長さｗの積で表され、∠Ｑ’ＡＣ＝
θとして三角形Ｑ’ＡＣについて正弦定理を適用する
と、数２及び数３が成立し、数３を展開して数２を代入
すると数４が導出でき、この数４より前記距離ｄが算出
できる。

【００２９】

【数２】ｔａｎ（θ）＝ｗ・ｍ／ｚ＝２・ｔａｎ（β／
２）・ｍ／Ｍ

【数３】 ｄ／ｓｉｎ（θ）＝ｚ／ｓｉｎ（π／２＋α−θ）

【数４】ｄ＝ｚ・ｔａｎ（θ）／｛ｃｏｓ（α）＋ｓｉ
ｎ（α）・ｔａｎ（θ）｝

【００３０】ここで、前記点Ａの前記炉底２４からの高
さをｖ、前記点Ａから前記光ビーム１９までの水平距離
をｕとすると、前記距離ｈは数５で表される。尚、ｔａ
ｎ（θ）は、数６で求めることができる。

【００３１】

【数５】ｈ＝ｖ−ｕ・ｔａｎ（α）＋｛ｕ／ｃｏｓ
（α）・ｔａｎ（θ）｝／｛ｃｏｓ（α）＋ｓｉｎ
（α）・ｔａｎ（θ）｝＋Δ

【数６】ｔａｎ（θ）＝｛２・（Ｍ／２−ｘ）／Ｍ｝・
ｔａｎ（β／２）

【００３２】ここで、Δは天井高さの調整値であり、ｘ
は前記視野画面３１での前記ビームスポット２１の前記
上端Ｐを原点とする前記下端Ｓ方向の座標値（画素数）
で、Δ及びｘは共に変数である。また、前記高さｖ、前
記水平距離ｕ、前記俯角α、前記視野角β、及び、前記
総画素数Ｍが夫々既知であるので、数５及び数６に前記
調整値Δ及び前記座標値ｘを代入すれば、前記距離ｈを
算出することができる。

【００３３】次に、図５に示すように、前記溶融面１２
の位置が下方に移動し、前記ビームスポット２１の位置
が前記交点Ｃから前記下限点Ｓ’の方向に距離ｅだけ移
動した点Ｒ’にある場合について説明する。この場合、
前記ビームスポット２１は、前記視野画面３１上におい
て前記交点Ｃから前記下端Ｓ寄りの点Ｒに移動する。こ
の点Ｒの位置は前記視野画面３１上において前記交点Ｃ
から画素数ｎで特定できる。

【００３４】前記点Ｒの前記交点Ｃからの距離は前記画
素数ｎと前記１画素分の長さｗの積で表され、∠Ｒ’Ａ
Ｃ＝φとして三角形Ｒ’ＡＣについて正弦定理を適用す
ると、数７及び数８が成立し、数８を展開して数７を代
入すると数９が導出でき、この数９より前記距離ｅが算
出できる。

【００３５】

【数７】ｔａｎ（φ）＝ｗ・ｎ／ｚ＝２・ｔａｎ（β／
２）・ｎ／Ｍ

【数８】 ｅ／ｓｉｎ（φ）＝ｚ／ｓｉｎ（π／２−α−φ）

【数９】ｅ＝ｚ・ｔａｎ（φ）／｛ｃｏｓ（α）−ｓｉ
ｎ（α）・ｔａｎ（φ）｝

【００３６】ここで、数５の場合と同様に数９に前記高
さｖ、前記水平距離ｕ、前記調整値Δ及び前記座標値ｘ
を導入すると、前記距離ｈは数１０で表される。尚、ｔ
ａｎ（φ）は、数１１で求めることができる。

【００３７】

【数１０】ｈ＝ｖ−ｕ・ｔａｎ（α）−｛ｕ／ｃｏｓ
（α）・ｔａｎ（φ）｝／｛ｃｏｓ（α）−ｓｉｎ
（α）・ｔａｎ（φ）｝＋Δ

【数１１】ｔａｎ（φ）＝｛２・（ｘ−Ｍ／２）／Ｍ｝
・ｔａｎ（β／２）

【００３８】従って、前記溶融面１２の位置が上方に移
動した場合と同様に、前記高さｖ、前記水平距離ｕ、前
記俯角α、前記視野角β、及び、前記総画素数Ｍが夫々
既知であるので、数１０及び数１１に前記調整値Δ及び
前記座標値ｘを代入すれば、前記距離ｈを算出すること
ができる。

【００３９】前記溶融面距離演算処理手段２５が上述の
要領で前記距離ｈを逐次算出すると、前記溶融面１２の
正確な位置を検出することができ、前記回転制御手段２
６が、前記距離ｈが適正値より大きい場合には、前記外
筒５の回転速度を低下させ、逆に、前記距離ｈが適正値
より小さい場合には、前記外筒５の回転速度を増加させ
て、前記距離ｈが適正値を維持するように、前記距離ｈ
の値に基づいて前記外筒５の回転速度を制御し、前記溶
融面１２を適正位置に維持させることができる。

【００４０】以下に他の実施の形態について説明する。 〈１〉前記溶融面距離演算処理手段２５によって前記距
離ｈを算出せずに、前記画素数ｍ或いは前記座標値ｘを
検知して前記外筒５の回転速度の増減を制御しても構わ
ない。この場合、前記画素数ｍ或いは前記座標値ｘが、
前記ビームスポット２１が前記視野画面３１上の所定の
適正位置より前記上端Ｐ側にあることを示している場合
は、前記外筒５の回転速度を所定量低下させ、逆に、前
記視野画面３１上の所定の適正位置より前記下端Ｓ側に
あることを示している場合は、前記外筒５の回転速度を
所定量増加させ、当該制御を前記ビームスポット２１が
適正領域に入るまで継続するようにしても構わない。但
し、この場合は、前記溶融面１２が適正位置から外れて
いることは確認できるが、その程度及び位置の正確な確
認はできない。

【００４１】〈２〉上記実施の形態では、前記溶融面１
２の位置を検出して前記外筒５の回転速度を制御してい
たが、前記回転制御の代わりに或いはそれに追加して、
前記燃焼器１への燃料供給を調整して燃焼量を制御して
も構わない。つまり、前記距離ｈが適正値より大きい場
合には、燃焼量の増加により炉内温度を上げて溶融を促
進して、逆に、前記距離ｈが適正値より小さい場合に
は、燃焼量の低下により炉内温度を下げて溶融を抑制し
て、前記距離ｈが適正値を維持するように、前記距離ｈ
の値に基づいて前記燃焼器１の燃焼を制御し、前記溶融
面１２を適正位置に維持するのも好ましい。

【００４２】〈３〉上記実施の形態では、前記溶融面１
２上での前記ビームスポット２１の位置を検出可能な光
センサ３２の一種として前記ＣＣＤカメラ２２を使用し
ていたが、前記光センサ３２は、前記ＣＣＤカメラ２２
に限定されるものではない。例えば、前記光センサ３２
して極めて狭視野角のものを使用し、前記光センサ３２
の光軸或いは前記光ビーム１９を垂直面内で一定周期で
スキャンして、前記光センサ３２が前記ビームスポット
２１を検出したときの前記光センサ３２の光軸或いは前
記光ビーム１９の方向から前記ビームスポット２１を特
定して前記距離ｈを算出するようにしても構わない。

【００４３】〈４〉前記光ビーム１９の発光スペクトル
の長波長端は必ずしも約４５０ｎｍでなくても、５５０
ｎｍ程度であっても構わない。但し、前記光ビーム１９
の出力強度は、前記溶融処理領域６から放射されるノイ
ズ光の５５０ｎｍ程度より短波長側の放射強度より大き
く設定しておく必要がある。

【００４４】〈５〉また、前記光ビーム照射手段２０は
必ずしも連続発振レーザで構成される必要はなく、前記
光ビーム１９を一定周期毎に高エネルギのパルスビーム
で出力するパルスレーザであるのも好ましい実施の形態
である。更に、前記ＣＣＤカメラ２２のシャッタは、少
なくとも前記光ビーム１９の出力強度が所定値以上の
間、前記光ビーム１９の出力パルスに同期して開き、そ
のシャッタの１パルス毎のシャッタ開時間が所定時間内
に制限するのが好ましい。前記所定値としては、前記溶
融処理領域６から放射されるノイズ光の前記光ビーム１
９と同じ発光波長範囲の放射強度の最大値以上とするの
が好ましい。また、前記シャッタの開閉タイミングも前
記出力パルスの立ち上がりと同時に開き、完全に立ち下
がると閉じるようにするのが好ましい。このように、前
記シャッタの１パルス毎の開時間を極力前記パルスビー
ムのパルス幅に近づけることにより前記ノイズ光を低減
すれば、前記光ビーム１９の発光波長域が前記ノイズ光
の波長範囲と重なる場合でも、同波長範囲でも前記パル
スビームの計測が可能となる。

【００４５】〈６〉本発明に係る溶融面計測方法及び装
置の適用対象は、上記実施の形態に示した廃棄物溶融炉
に限定されるものではない。

【００４６】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】本発明に係る溶融面計測装置の一実施の形態を
示す縦断面図

【図２】溶融炉内の放射スペクトル強度を示す説明図

【図３】本発明に係る溶融面計測方法を説明する２次元
モデル図

【図４】本発明に係る溶融面計測方法を説明する２次元
モデル図

【図５】本発明に係る溶融面計測方法を説明する２次元
モデル図

【図６】黒体の分光放射発散度の波長特性図

【符号の説明】

１ 燃焼器 ２ 天井部 ３ 内筒 ４ 出滓口 ５ 外筒 ６ 溶融処理領域 ７ 堆積部 ８ 環状供給路 ９ 切出手段 １０ 切出片 １１ 回転駆動手段 １２ 溶融面 １３ スラグ回収装置 １４ スラグポート １５ 水冷槽 １６ 排ガス排出口 １７、１８ 窓 １９ 光ビーム ２０ 光ビーム照射手段 ２１ ビームスポット ２２ ＣＣＤカメラ ２３ 画像信号 ２４ 炉底 ２５ 溶融面距離演算処理手段 ２６ 回転制御手段 ２７ 撮像レンズ ２８ ＣＣＤエリアセンサ ２９ 信号処理部 ３０ 光軸 ３１ 視野画面 ３２ 光センサ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融炉内の溶融処理領域（６）に供給さ
   れた被処理物を溶融処理し、その溶融処理で生成された
   溶融物を前記溶融炉の炉底部に設けられた出滓口（４）
   から排出する溶融処理過程において、 前記溶融炉内の所定強度以上の発光スペクトルの短波長
   端より発光波長が短波長の光ビーム（１９）を前記被処
   理物の溶融面（１２）に照射し、前記溶融面（１２）上
   の前記光ビーム（１９）のビームスポット（２１）の位
   置を検出可能な光センサ（３２）で当該位置を検出して
   前記溶融面（１２）の前記溶融炉内での相対位置を計測
   する溶融面計測方法。
2. 【請求項２】 前記光センサ（３２）がＣＣＤカメラ
   （２２）であり、前記ＣＣＤカメラ（２２）の視野内の
   前記ビームスポット（２１）の位置から前記光ビーム
   （１９）の延長線上における所定位置から前記溶融面
   （１２）までの距離を演算する溶融面距離演算処理を実
   行することを特徴とする請求項１記載の溶融面計測方
   法。
3. 【請求項３】 前記光ビーム（１９）が一定周期毎に出
   力するパルスビームであり、前記ＣＣＤカメラ（２２）
   のシャッタが、少なくとも前記光ビーム（１９）の出力
   強度が所定値以上の間、前記光ビーム（１９）の出力パ
   ルスに同期して開き、そのシャッタの１パルス毎のシャ
   ッタ開時間が所定時間内に制限されていることを特徴と
   する請求項２記載の溶融面計測方法。
4. 【請求項４】 溶融炉内の溶融処理領域（６）に供給さ
   れた被処理物を溶融処理し、その溶融処理で生成された
   溶融物を炉底部に設けられた出滓口（４）から排出する
   溶融炉において、 前記被処理物の溶融面（１２）の位置変動範囲内でその
   溶融面（１２）上に、前記溶融炉内の所定強度以上の発
   光スペクトルの短波長端より発光波長が短波長の光ビー
   ム（１９）を照射可能な光ビーム照射手段（２０）と、 前記溶融面（１２）上の前記光ビーム（１９）のビーム
   スポット（２１）の位置を検出可能な光センサ（３２）
   とを備え、前記光センサ（３２）の検出情報に基づいて
   前記溶融面（１２）の前記溶融炉内での相対位置を計測
   する溶融面計測装置。
5. 【請求項５】 前記光センサ（３２）がＣＣＤカメラ
   （２２）であり、前記ＣＣＤカメラ（２２）の視野内の
   前記ビームスポット（２１）の位置から前記光ビーム
   （１９）の延長線上における所定位置から前記溶融面
   （１２）までの距離を演算する溶融面距離演算処理手段
   （２５）を備えている請求項４記載の溶融面計測装置。
6. 【請求項６】 前記光ビーム（１９）が一定周期毎に出
   力するパルスビームであり、前記ＣＣＤカメラ（２２）
   のシャッタが、少なくとも前記光ビーム（１９）の出力
   強度が所定値以上の間、前記光ビーム（１９）の出力パ
   ルスに同期して開き、そのシャッタの１パルス毎のシャ
   ッタ開時間が所定時間内に制限されていることを特徴と
   する請求項５記載の溶融面計測装置。