JPS61143617A - ごみ焼却炉の燃焼制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、固体廃棄物であるごみを焼却する移動床すな
わちストーカを備える焼却炉において、焼却処理をする
に際し、その燃焼状態を制御する方法に関するものであ
る。

背景技術 近年、ごみ焼却炉にボイラを設置し、ごみ焼却の際に発
生する熱を回収し、発生した蒸気により発電を行なうご
み発電などに代表されるように、ごみを単に焼却処理す
る廃棄物としてではなく、ごみに燃料としての付加価値
を生じせしめるまでに、ごみ焼却施設の省資源、省エネ
ルギ化が進んできでいる。前記ごみの燃料としての付加
価値の向上には、ごみ発電での発電量の均一化に見られ
るように、発生する蒸気量の安定化、すなわち焼却炉の
熱出力の安定化による蒸気利用効率の向上が必要不可欠
である。このような必要条件を満すごみ焼却炉の燃焼制
御方法としてすでに出願人が提案している特開昭５８−
１９５７０７がある。

さらに近年、下水処理工場から発生する汚泥や粗大ご泳
破砕設備から生成される家具などの破砕ごみなとを混焼
するようになってきており、燃料としてのごみ質は多様
化し、燃焼制御が難しくなってきている。

発明が解決しようとする問題点 上述のようにごみ質の多様化に対しても、ごみの完全焼
却や俳〃ス中の有害がスＮＯｘ等の低減化などを達成し
つつ、常時安定した熱出力が得られる焼却炉の自動燃焼
制御方法が要望されてｂする。

本発明の目的は、このような社会的情勢を鑑み、安定な
熱出力の供給によるごみの燃料としての付加価値効率に
代表されるごみの安定燃焼を実現するごみ焼却炉の燃焼
制御方法を提供することである。

問題を解決するための手段 本発明は、ごみ供給手段によってごみをごみ焼却炉に供
給し、ごみ焼却炉には乾燥域と燃焼域と後燃焼域とにそ
れぞれ設けられた移動床を有し、ごみ焼却炉の発生熱量
を検出し、その発生熱量が一定となるように、乾燥域と
燃焼域と後燃焼域とにおける供給空気流量と、ごみ供給
手段によるごみ供給流量と、移動床の速度とを操作する
構成において、 炉内の燃焼部をカラーテレビカメラで撮像し、カラーテ
レビカメラから得られたカラー画像信号に含まれる赤色
成分の信号に基づいて燃え切りレベルを検出し、その検
出された燃え切りレベルを予め定められた値とを比較し
、その偏差値に基づいて前記供給空気流量および前記ご
み供給流量の少な（ともいずれか一方の操作量を補正す
ることを特徴とするごみ焼却炉の燃焼制御方法である。

作　　用 本発明に従えば、カラーテレビカメラで撮像した炉内燃
焼部のカラー画像信号に含まれる赤色成分の信号に基づ
いて、検出された燃え切りレベルを予められた燃え切り
レベルと比較し、その偏差値に基づいて供給空気流量お
よびごみ供給流量の少なくともいずれか一方の操作量を
補正しなからごみ焼却炉の燃焼状態の自動制御を行なう
ので、ごみ質の変動などによる異常燃焼を防止すること
ができる。

実施例 第１図は、本発明の一実施例の全体の系統図゛である。

ごみ焼却炉１には、ごみ供給クレーン２からホッパ３を
介してごみが投入される。ホッパ３内のごみは、ごみ供
給ブツシャ４によってごみ焼却炉１内に落下する。ごみ
焼却炉１は、ごみ供給ブツシャ４側から排出口３８側に
連続して順次的に、乾燥域Ａ１、燃焼域Ａ２お上り後燃
焼域’Ａ　３に移動床５．６．７．８　　が配置される
。ごみ供給ブツシャ４から移動床５上に落下したごみは
、移動床５からの下から供給される空気によって乾燥さ
れ、移動床６に移動されて燃焼し、さらに移動床７．８
を経て残灰として排出口３８から排出される。ａ焼によ
って発生した高＠ｔスは、ボイラ９によって熱交換され
、その後、外部に排出される。

ボイラ９からの蒸気は、管路３９を経てタービンに供給
され、発電が打なわれる。管路３９に介在されている検
出器１０は蒸気流量を検出する。・送風８！４５で押込
風量が一定とされた空気は、管路４０を経て管路４１．
４２，４３，４４　　を介して移動床５．６．７．８　
　の下方に供給される。管路４１．４２，４３，４４　
　には、流量制御のためのグンパ５１，５２，５３．５
４　　がそれぞれ介在されている。管路４１の下流側に
は空気流量を検出する検出器４６が設けられている。ｍ
節計３４はライン６０を介する流量設定信号に応答して
、ダンノく５１の開度を検出器４６によって検出される
流量と一致するように制御する。グンパ５２に関連して
流量検出器４７お上り調節計３５が設けられている。グ
ノパ５３に関連して流量検出器４８および調節計３６が
設けられている。グンパ５４に関連して流量検出器４９
お上り調節計３７が設けられでいる。ｍｓ計３５，３６
，３７ｉ、：はライン６１゜６２．６３を介して流量設
定信号がそれぞれ与えられる。こうしてこのライン６１
，６２．６３の流量設定信号に対応した空気流量となる
ようにグンパ５２，５３１５４の開度が操作される。

移動床５〜８は、ライン１９からの速度設定信号に応答
する移動床速度制御装置ｉ３３によって各移動床５〜８
の速度、したがって燃焼されるごみの移動速度が制御さ
れる。ライン６５からの速度設定信号に応答するごみ供
給流量制御装置３２は、ごみ供給ブツシャ４の往復速度
を制御してごみ供給流量を制御する。

制御装置１２はライン１１を介する蒸気流量検出器１０
からの信号に応答し、ライン１３，１４゜ｉｓ、ｉｓに
空気流量を表わす信号を導出するとともに、ライン１７
にごみ供給ブツシャ４の速度を表わす信号を導出し、ラ
イン１９を介して移動床５〜８の移動速度を表わす信号
を導出する。

ごみ焼却炉１の炉壁に設けられた窓Ｗに臨んで、テレビ
カメ？２０が炉１内を撮像するように設置されている。

テレビカメラ２０から画像信号はライン２１を介して画
像処理装置２２に入力される。

画像処理装置２２では画像信号が後述するように処理さ
れ、炉１内の燃え切りレベルを示す信号がライン２３を
介して制御装置２４に出力される。

制御装置２４は、入力された燃え切りレベルと、予め定
められた燃え切りレベルとを比較し、その偏差値に応じ
てライン２５，２６，２７，２８　　に空気流量を表わ
す信号を導出し、ライン１３，１４゜１５．１６の信号
に加算する。加算補正された空気流量を表わす各流量設
定信号が上述のライン６０〜６３にそれぞれ導出される
。また前期偏差値に応じたごみ供給ブツシャ４の往復速
度を示す信号がライン２９に導出され、ライン１７の信
号に加算される。加算補正された速度設定信号が上述の
ライン６５に導出される。

次に本発明の原理について説明する。ごみ焼却炉１にお
ける単位時間当りの発生熱量は一般に次式により示され
る。

Ｑ”Ｋｌ・Ｈｕ−Ｇｂ　　　　　　　　　　−（１）た
だし、Ｑは単、位時間当たりの発生熱量、Ｈｕはごみ単
位重量当りの発熱量、 Ｇｂは単位時間当たりのごみの焼却量すなわちごみの焼
却速度、 Ｋ１は燃焼効率などより決まる係数である。

第１式において、発生熱量Ｑを一定に保つためには、発
熱ｊｌＨｕ　＊たは焼却速度Ｇｂを操作すればよいこと
になる。ここで、燃料としてのごみは、その化学的、ｅ
ｌｌ的性状が不均一であり、ごみ焼却炉１内へ供給され
るごみの発熱量Ｈｕは常時変動する。したがって発熱量
Ｈｕの制御は実際には不可能であり、焼却速度Ｇｂを操
作することになる。

ごみ焼却炉１内へのごみの定量供給操作が困難で　゛あ
り、ごみ焼却炉１へのごみ供給量変動は、除去しがたい
、仮に定量供給が実現したとしても、ごみ焼却炉１内へ
供給されたごみの乾燥から着火までの乾燥時間はごみ質
の差により、またそのときの燃焼状態により変動し、結
果としてごみ焼却速度が変動することになる。

以上の燃料としてのごみの性状を考慮すると、第１式は
ｔＪ＆２式のようになる。

Ｑ＝ＫＩ・（ＨｕＯ＋ΔＨｕ）（Ｇｂ＋ΔＧｂ）・（２
）ここで、ＨｕＯはごみ単位重量当たりの発熱量の平均
値、 ΔＨｕはごみ単位重量当たりの発熱量の変動分、ΔＧｂ
は操作不可能なごみ焼却速度の変動分である。

第２式において常時安定した発生熱量Ｑを得るためには
、発熱量変動分、ｄ　Ｈｕおよびごみ焼却速度変動分、
５Ｇｂを打ち消すようにごみ焼却速度Ｇｂを操作すれば
よいことがわかる。そこで常にごみ焼却速度Ｇｂを操作
可能範囲にあるように、すなわち速度Ｇｂを飽和させな
いようにごみ供給ブツシャ４の往復速度、燃焼用空気流
量、移動床速度を適切に操作することが必要となる。

第２図は、Ｐ１内のごみ燃焼状態を乾燥域Ａ１、燃焼域
Ａ２、後燃焼域Ａ３におけるごみ層断面でモデル化した
図である。ごみ焼却速度Ｇｂを操作可ｎ範囲に常時保つ
には、燃え切りレベルＢの適正化が必須となる。すなわ
ち燃え切りレベルＢが乾燥域Ａ１方向にずれると、ごみ
焼却速度Ｇｂを増加させる操作をしても適切な焼却速度
Ｇｂまで増加することができない。これと逆に燃え切り
レベルＢが後燃焼域Ａ３方向にずれると、ごみ焼却速度
Ｇｂ適切な速度まで減少できなくなる。

これらのごみ燃焼過程を簡略化して示すと次式＾−Ｗ　
２＝　Ｇ　１−　（Ｇ　ｂ＋ΔＧ　ｂ）−Ｇ　２　　・
・・（４）Ｇ　　ｂ＝　ｆ（Ｗ　２　、Ｇ　ａ２　、Ｇ
　ａ３　）　　　　　　　　−（５）Ａ１＝ｆ（Ｗｌ、
Ｓ）　　　　　　　　　　　　　　　・・・（６）Ａ２
＝ｆ（Ｗ２．Ｓ）　　　　　　　　　　　　　　・・・
（ア）± ただし、ｄｔは時間微分、 Ｗｌは乾燥域Ａ１のごみ保有量、 Ｗ２は燃焼域Ａ２のごみ保有量、 Ｇｏはごみ供給ブツシャ４による単位時間当たりのごみ
供給流量、 Ｇａｌ　、Ｇａ２　、Ｇａ３　　は単位時間当たりの供
給空気流量、 Ｇｗは乾燥域Ａ１における単位時間当たりの水分蒸発量
および揮発成分蒸発流量、 Ｇ１は乾燥域Ａ１から燃焼域Ａ２への単位時間当たりの
乾燥済みごみ供給流量、 Ｇ２は燃焼域Ａ２からごみ燃焼域Ａ３へ供給されるごみ
お上り灰の流量、 Ｓは移動床速度、 ｆは関数を表わす。

通常、燃焼状態の制御はごみ質の変動に対して第２式に
おける発生熱量Ｑを検出し、その発生熱量Ｑに基づいて
ごみ供給流量Ｇｏ１供給空気流量Ｇａｌ　、Ｇａ２　＝
Ｇａ３　　および移動床速度Ｓを操作する。このような
制御方式によって１６式および第７式で決まるＡ１＋Ａ
２である燃え切りレベルＢと、第３式および第４式にお
ける炉内ごみ保有量Ｗｌ、Ｗ２とを適正なＩｌｌ囲内に
保つことができる。

その結果第５式におけるごみ層内供給空気量Ｇａ２とご
み表層空気量Ｇａ３　　が適切に作用し、ごみ焼却速度
Ｇｂが飽和することなく、安定した発生熱ｆｉＱを得る
ことができる。

しかしながら、たとえばごみ発熱量変動分ΔＨＵが急激
に増加すると、燃え切りレベルＢが乾燥域Ａ１方向への
移動と、炉内ごみ保有量ｗｉ、ｗ２の減少が発生熱量Ｑ
に反映されなくなる。すなわち燃え切りレベルＢの移動
によって、第５式におけるごみ層内供給空気流量Ｇａ２
　　が減少し、ごみ表層供給空気流ｊｌＧ　ａ　３　　
が増加し、燃焼域ごみ保有量Ｗ２が減少して、ごみ焼却
速度Ｇｂが減少しても第１式におけるごみ発熱量（Ｈｕ
＋ΔＨｕ）の増加量とごみ焼却速度（Ｇｂ十ΔＧｂ）の
減少量がほぼ一致すると、発生熱量Ｑはこれらの積であ
るから変化しない、その結果、発生熱量Ｑによるフィー
ドバック制御を基本とする燃焼制御方式では、破砕ごみ
混焼時などに生じる急激なごみ保有量Ｗ１、Ｗ２が適正
値に保つことができな（なる、そして一度ごみ発熱量変
動分ＡＨｕの増加が止ったとき、ごみ層内供給空気流量
Ｇａ２　　を増加し、ごみ表層供給空気流量Ｇａ３　　
を減少させる操作ではごみ焼却速度Ｇｂを必要なまで増
加することができず、発生熱量Ｑが低下してしまう問題
が生しる。

逆にごみ発熱を変動分ΔＨｕが急激に減少する場合は、
上述と逆の現象が発生する。すなわち燃え切りレベルＢ
が後燃焼域Ａ３方向へ移動し、炉内ごみ保有量Ｗ１．Ｗ
２が過大となり、ごみ焼却速度Ｇｂを必要なまで減少さ
せることができず、発生熱量が増加してしまう、また後
燃焼域Ａ３が確保できず、ごみの一部が未燃焼となり、
底質が悪化するという問題が生じる。

上述のような問題を解決する方法として、燃え切りレベ
ルＢを検出しで、その燃え切りレベルＢを適正値に制御
すればよい０本発明は、燃え切りレベルＢと炉内でごみ
保有量Ｗｌ、Ｗ２を適正値に制御することを重点におい
た燃焼制御方法に関するものである。燃え切りレベルＢ
を検出することができる画像処理装置２２からの出力信
号によって、燃え切りレベルＢを適正値に制御すると、
炉内ごみ保有量Ｗｌ、Ｗ２も第６式および第７式に基づ
いて、常用される移動床速度Ｓの範囲で適正値に制御す
ることが可能となる。従来の自動燃焼制御方式で燃焼制
御を行ない、燃え切りレベルＢの乾燥域Ａ１方向への移
動ｆｉＬｆが予め定めた値を超えたとき、炉内ごみ供給
流量Ｇｏを増加させる補正動作を加えることによって、
ごみ発熱量変動分ｉ　Ｈｕが急激に増加しても燃え切り
レベルＢと炉内ごみ保有量Ｗｌ、Ｗ２を適正値に保つこ
とができるので、発生熱量Ｑを安定して制御することが
可能となる。また逆に燃え切りレベルＢの後燃焼域Ａ３
方向への移動量Ｌｂが予め定めた値を超えたとき、炉内
ごみ供給流量ＧＯを減少させる補正動作と、乾燥域Ａ１
への供給空気流量Ｇａ１を増加させる補正動作とによっ
て、ごみ発熱量変動分ΔＨｕが急激に減少したときでも
、燃え切りレベルＢと炉内ごみ保有量Ｗｌ、Ｗ２を適正
値に保つことができる。＊た後燃焼Ａ３が確保されるの
でごみの完全焼却が可能となる。ここで移動床速度Ｓは
、従来の自動燃焼制御方式によって決まり、補正動作を
行なえない、これは移動床速度Ｓの常用範囲を保持する
ためである。

′このように本発明に従えば、汚泥混焼や破砕ごみ混焼
などによる急激なごみ質の変動に対してもごみの完全焼
却、低ＮＯｘ燃焼を実施しつつ、常時安定した熱出力が
得られるごみ焼却炉の自動燃焼制御が可能となる。

以゛上は、ボイラを設置し発電を什なうごみ焼却炉にお
ける従来技術の自動熱量制御装置１２に、本発明に従う
制御装置２４を超える燃焼制御方式についで、その基本
原理を示したものである。

第３図は、上述の制御装置１２の具体的な構成を示すブ
ロック図である。蒸気流量検出器１０から２イン１１を
介する信号は、調節計１２３に入力される。この調節計
１２３には、予め定めた蒸気流量を表わす信号が設定回
路５５からライン１２２を介して与えられる。調節計１
２３は、たとえば比例、積分および微分演算を行なう、
いわゆるＰＩＤ演算器によって実現される。調節計１２
３は、ライン１１，１２２からの信号の表わす値の偏差
を演算しライン１２４から導出する。ライン１２４から
の信号は、演算器１２５，１２６，１２７．１２８の一
方の入力に与えられる。演算器１２５．１２６，１２７
，１２８　　の他方の入力には分配回路１５５からライ
ン１５６，１５７，１５８゜１５９に介して信号がそれ
ぞれ与えられる０分配回路１５′５には、空気流量設定
回路１６０からの信号が与えられる。空気流量設定回路
１６０からの信号は、管路４０から供給される空気流量
を表わす信号を導出する０分配回路１５５は、管路４１
．４２，４３，４４　　に予め定めた配分比で空気が供
給されるための信号を導出する。調節計１２３からライ
ン１２４に導出される信号は、管路３９における蒸気流
量を一定にするための信号である。

ライン１２４，１５６，１５７，１５８，１５９におけ
る信号のレベルは、空気流量に比例した値である。演算
器１２５は、ライン１５７を介する乾燥域Ａ１に供給さ
れるべき空気流量の基準値からのライン１２４を介する
信号に比例した値を減算し、ライン１３に導出する。演
算−器１２６，１２７は、燃焼域Ａ２に供給されるべき
ラインｉｓａ、ｉｓ９を介する空気流量の基準値からラ
イン１２４を介する信号に比例した値を減算し、ライン
１４゜１５に導出する。演算器−１２８は、後燃焼域Ａ
３に供給されるべきライン１５６を介する空気流量の基
準値にライン１２４を介する信号に比例した値を加算し
、ライン１６に導出−する。

こうして管路４１．４２．４３．４４　　から供給され
る空気の配分比は、演算器１２３と配分回路１５５とに
よって決定される。その空気流量の総和は、回路１６０
によって定められる。

調節計１２９は、たとえば比例、積分および微分動作を
行なう、いわゆるＰＩＤ演算器によって実現される。こ
の調節計１２９は、ライン１２４を介する信号と、設定
器１６１からライン２２８を介する信号とを受信し、ラ
イン１３０に演算結果を表わす信号を導出する。演算器
１２３の補正のための出力が零となるようにすることが
望まれ。

したがって設定器１６１からはその平衡値である零を表
わす信号が導出される。？イン１３０からの信号は、演
算器１３１，１３２にそれぞれ与えられる。演算器１３
１．１”３２からの出力は、ライン１７．１９に導出さ
れる。

次に、本発明に従う燃え切りレベルの検出原理について
説明する。一般に物体は、７゛００℃以上の温度になる
と発光し始め、火炎の色と温度との間には第１表に示す
関係が成立することが知られている。

（以下余白） 第１表 即ち、温度が高くなるにつれ火炎の色が赤色から赤黄色
さらに青みを帯びたまぶしい白色になることが知られて
いる。これは温度が高くなるに従って、光の中に含まれ
る短波長である青色ａ艮の成分が相対的に多（なるため
である。

ごみ焼却炉において、ごみが燃焼している状態では、高
温燃焼の状態から低温燃焼の状態に至るまで炉内の炎に
含まれる赤色成分の強さには大きな変化はないが、緑色
あるいは青色成分の強さは、低温燃焼の場合に比べ、高
温燃焼の場合に非常に強くなる。赤色、緑色および青色
成分の強さの成分の和である輝度を用いて炎の分布を求
めると、単に炎の分布だけではなく、温度を示す炎の強
さをも加味した分布を求める事になる。そこで、炎と灰
の境界である燃え切りレベルを検出するために焼却炉内
の炎の分布を求めるときに、炎の赤色成分の強さだけを
用いて炎の分布を求めると、高温燃焼の状態から低温燃
焼の状！Ｊ！まで炎の分布が精度よく求まる。

上述したことを具体的に実施すると次のようになる。ご
み焼却炉内の燃焼部をカラーテレビカメラで撮像し、カ
ラー画像信号を赤色、緑色、青色の３原色の信号に分離
し、それらの信号をそれぞれの強さに対応した多値化信
号に変換し、各多値化信号を１水平走査線毎に積算し、
この積算値を基準値と比較しで、燃え切りレベルを検出
する。

第４図は、第１図に示されているような構成を有するご
み焼却炉を用いた本発明者の実験によって得られた前記
多値化信号の積算値の分布を示すグラフである。この実
験では、家庭から出される通常ごみの焼却を行い、その
燃焼条件を変えて、ボイラで蒸気を発生し、その蒸気流
量の検出を行なった。第４図（１）はごみ発熱量が約１
０００ｋｃａｌ／ｋｇで蒸気流量が１６ｔ／Ｈの低温燃
焼を示し、第４図（２）はごみ発熱量が約１５００ｋｃ
ａｌ／ｋｇｔ’蒸気流量が１９ｔ／Ｈの通常燃焼を示し
、第４図（３）はごみ発熱量が約２２００ｋｃａｌ／ｋ
ｇで蒸気流量が２４ｔ／）Ｉの高温燃焼を示す、ごみ焼
却炉において、ごみは、燃焼室の乾燥膜火格子から後燃
焼段火格子へ移動する。そのごみの移動方向に対して、
画像表示画面の水平走査の方向が垂直になるように、燃
焼室４内が撮像された。したがって、画像表示画面の走
、査線番号が、ごみの移動方向の燃焼室４の位置を示す
、また各色成分の強さを１６階調で表わし、１水平走査
線に含まれる画素を１２８として、上述したような多値
化信号の積算値が求められた。第４図の継輪である積算
値は、１水平走査線毎に赤色成分レベルＷＲ，緑色成分
レベルＷＧおよび青色成分レベルＷＢを積算した値であ
る。＃ＩＪ４図の横軸は、燃焼室の位置に対応するごみ
の移動方向の走査線番号を示す、？イン！１は赤色成分
を示し、ライン！２は赤色成分と緑色成分との和の分布
を示し、ライン７３は赤色成分と緑色成分と青色成分と
の和である輝度の分布を示す、＊た参照符りは基準値Ｋ
Ｍに対する実際の燃え切りレベルおよび本発明に従って
検出された燃え切りレベルを示し、参照符Ｌａ”Ｌｃは
従来技術における基準値Ｋ　Ｍ　ａ〜Ｋ　Ｍ　ｃに対す
る検出燃え切りレベルを示し、参照＃ＦＥ　ａ　＝　Ｅ
　ｃはその検出誤差を示す、実際の燃え切りレベルＬが
ほぼ同じ場合であっても、前記積算値の分布は、低温燃
焼時には第４図（１）に示されるようになり、通常燃焼
時には第４図（２）に示されるようになり、高温燃焼時
には第４図（３）に示されるようになる。

すなわちカラー信号の中で赤色の成分の分布は、燃焼状
態に依存せずほぼ同一となる。これに対して緑および青
色成分の分布はその積算成分（赤色成分、緑色成分、青
色成分の和すなわち輝度）に占める割合が、低温燃焼か
ら高温燃焼になるに従つて大きくなるので燃焼状態によ
って変化する。

輝度の分布に基づいて輝度の積算値と基準値を比較して
燃え切りレベルＬ＆〜Ｌｃを検出する方法では、第４図
（１）〜第４図（３）に示されるように、各燃焼状態に
おいて実際の燃え切りレベルＬに対する検出誤差Ｅａ−
Ｅｃが生じる。この検出誤差Ｅａ−Ｅｃを小さくするた
めには、基準値ＫＭａ−ＫＭｅを燃焼の強さに応じて修
正するなどの必要がある。一方、本発明に従って、ライ
ンノ１で示される赤色成分の分布に基づいて赤色成分レ
ベルＷＲと基準値ＫＭとを比較して燃え切りレベルＬの
検出を行う方法では、第４図（１）〜ＷＳ４図（３）に
示すように赤色成分の分布の変動が緑色成分や青色成分
の分布に比べて極めて小さい、したがって低温燃焼から
高温燃焼の広範囲にわたって精度の良い央部と天部の境
界である燃え切りレベルＬの検出を行なうことができる
。

本発明者の実験によれば、さらに第５図に示されるよう
に燃焼室４で局所的な高温燃焼部Ｈが生じることもある
。この場合らフィン！１で示される赤色成分の分布は、
＾温燃焼部Ｈでも他の部分でも大差は存在しないので、
本発明に従って赤色成分の分布に基づいて燃え切りレベ
ルＬを検出すると、局所的な高温燃焼部Ｈの有無にかか
わらず精度よくその検出を行なうことができる。一方、
従来の輝度の分布を用いて燃え切りレベルＬｄを検出す
る方法では、緑色成分あるいは青色成分が局所的な＾温
燃焼部Ｈで大さく増加するので、実際の燃え切りレベル
Ｌに対して検出誤差Ｅｄが生じる。したがって従来の輝
度の分布を用しまた燃え切りレベルＬｄの検出では、基
準値を局所的な燃焼の強さに応じて修正するなどの必要
がある０本発明は、上述のようにこの問題を解決する。

第６図に示された画像信号処理装置２０の構成を示すブ
ロック図を参照して、上述の処理動作を具体的に説明す
る。

テレビカメラ２０からのカラー画像信号Ｓ１は、赤、緑
、青の３原色の信号を分離する色分離回路９５およびク
ロック同期信号発生回路９６に入力される１画像信号Ｓ
１に基づいてクロック同期信号発生回路９６は、カラー
画像信号Ｓ１をサンプリングするためのクロック信号Ｃ
Ｏ１垂直同期信号Ｃ１および水平同期信号Ｃ２を発生す
る０色分離回路９５によって分離された赤色波長成分の
信号Ｓ９は、多値化回路９７に入力される。多値化回路
９７は、クロック信号ＣＯに同期して、赤色発生成分の
信号Ｓ９をアナログ／デジタル変換し、多値化された赤
色波長成分の信号Ｓ１２を画像メモリ回路９８に出力す
る。第７図には、画像処理装置１６に関連した信号波形
が示されている。第７図（１）は、カラー画像信号Ｓ１
の信号波形である。多値化回路９７は、前記信号Ｓ１２
を出力すると同時に第７図（２）に示されているような
アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）出力タイミング信号Ｓ１
０を出力する。Ａ／Ｄ出力タイミング償号８１０は、画
像メモリ制御回路９９に入力される。演算処理回路１０
０によって第７図（３）に示されているような画像メモ
リ書き込み要求信号Ｓ１３がセットされているとき、画
像メモリ制御回路９９は、第７図（４）に示されている
ような画像メモリ書き込みクロック信号Ｓ１１を出力す
る。一方画像メモリ回路９８に入力された信号Ｓ１２は
、画像メモリ書き込みクロック信号８１１に同期して画
像メモリ回路９８内の画像メモリに書き込まれる。

一画面分の画像が画像メモリに書き込まれると画像メモ
リ回路９８は、第７図（５）に示されているような画像
入力終了信号８１４を画像メモリ制御回路９９に出力す
る。入力された前記信号Ｓ１４に同期して画像メモリ制
御回路９９は、第７図（６）に示されているような画像
メモリセット信号８１５を演算処理回路１００に出力す
る。前記信号Ｓ１５に同期出して演算処理回路１００は
画像メモリ書き込み要求信号Ｓ１３をリセットした後、
画像メモリ回路９８からの多値化された赤色波長成分の
画像データＳ１６を呼び込む。

第８図は、モニタカラーテレビにおける走査状態を示す
図であり、第９図は、画像メモリにおいてデータがスト
アされる状態を示す図である。Ｍ８図に示すようにモニ
タテレビの１走査線におけるサンプル数がｎのとき、走
査線！の一番目のすンブル点は第９図に示されている画
像メモリのノｎ十一番目に書き込まれている。このよう
にして画像メモリに書き込まれた前記画像データＳ１６
は、演算処理回路１００によって順次呼び込まれ演算処
理が行なわれる。このとき、演算処理回路１００は、画
像データＳ１６を第８図に示されているモニタテレビの
画面に対応させ、第１０図に示されているように多値の
赤色成分画像データを配置し、多値化された赤色波長成
分のデノタル画像として処理を行なう。

演算処理回路１００では、第１０図のように配置された
赤色成分の画像データを横方向にＷＲ算し、１水平走査
線毎の赤色成分の積算値を求める。次に１画面における
各水平走査線毎の赤色成分の積貸８ 算値ＬＬから最大の積算値Ｌ　ｗａｘを求める。この最
大値Ｌ　ｗａｘに対し、一定比率αを乗じた基準値ＬＴ
を次の第１式のように求める。

Ｌ　Ｔ　＝Ｅｌ−Ｌｗａｘ　　　　　　　　　＝（１）
各走査線毎に積算値ＬＬと、基準値ＬＴを比較して、Ｌ
Ｌ≧ＬＴならば＠焼部（央部）、ＬＬ＜ＬＴならば天部
なる判別を行なう０次に画面上方から、すなわち走査線
番号の小さい順に各走査線の特徴を調べ、央部に相当す
る走査線が連続してＮ１回以上存在した後、天部に相当
する走査線が連続してＮ２回以上生じた場合、その境界
点の走査線番号Ｌｉ　を燃え切りレベルに対応させる。

なお、一画面において、複数の燃え切りレベルＬｉｌ、
Ｌｉ２　ｇ・・・、Ｌｉｎが検出された場合、その中で
走査線番号が最も大きいものを最終的な燃え切りレベル
とする。

ふたたび第６図を参照して上述したような位置検出が行
なわれた後、演算処理回路１００は燃え切りレベル情報
信号Ｓ１７および燃え切りレベル情報信号出力タイミン
グ信号３１８をラッチ回路１０１にそれぞれ出力する。

また演算処理回路１００は、新たな多値化された赤色波
長成分の信号Ｓ１２を画像メモリ回路９８に呼び込むた
めに第７図（１）に示されているような垂直同期信号に
同期して、画像メモリ書き込み要求信号８１３をセット
する０画像メモリ制御回路９９は第７図（３）および第
７図（６）に示されているように画像メモリ書き込み要
求信号８１３がセットされると同時に画像メモリセット
信号Ｓ１５をリセットする。

一方、前記燃え切りレベルを示す信号８１７および燃え
切り情報信号出力タイミング信号８１８が入力されたラ
ッチ回路１０１は、前記信号８１８に同期して燃え切り
レベル情報信号Ｓ１７を保持し、次に信号８１８が入力
されるまで燃え切りレベルを示すレベル信号Ｓ８として
、ライン２３に導出する。

第１１図は、本発明に従う制御装置２４の一実施例の構
成を示すブロック図である０画像処理装置２２からライ
ン２３を介して入力された燃え切りレベル信号は、比較
器Ｃ２に一方の入力に与えられる。比較器Ｃ２の他方の
入力には、予め定められた燃え切りレベルＢを示す信号
が設定回路Ｃ１からラインＣ１１を介して与えられる。

比較器Ｃ２はフィンＣ１ｌおよびライン２３から得られ
る２つのレベルの偏差を示す信号をラインＣ１２に導出
する。比較器Ｃ２からの信号が与えられる遅延回路Ｃ３
，Ｃ６は、制御装置１２による主制御ｌｌｌ系に対して
補正値を加える速度を調整できるように備えられている
。遅延回路Ｃ３は空気流量配分補正用の遅れ特性を有し
、遅延回路Ｃ６はごみ供給ブツシャ速度補正用の遅れ特
性を有する。遅延回路Ｃ３からの信号はラインＣ１３を
介して調節器Ｃ４に与えられ、遅延回路Ｃ６からの信号
はラインＣ１５を介して調節器Ｃ７に与えられる。

第１２図は調節器Ｃ４の人、出力特性を示す図である０
図中においで横軸は入力される前記偏差値を示し、左方
は乾燥域Ａ１方向への偏差であって、右方は後燃焼域Ａ
３方向への偏差である。縦軸は出力される補正値を示し
、プラス側は乾燥域Ａ１側の空気流量を増し、後燃焼域
Ａ３側の空気流量を減らす補正値であり、マイナス側は
乾燥域Ａ１例の空気流量を減らし、後燃焼域Ａ３側の空
気流量を増す補正値である。燃え切りレベルＢが乾燥域
Ａ１側にずれるときは、補正値が出力されないが、燃え
切りレベルＢが後燃焼域Ａ３側にずれ、偏差値が予め定
められた偏差値Ｅｂ以上になると第１０図のようにプラ
スの補正値が出力される。

調節計０４の出力である補正値を示す信号は、ラインＣ
１４を介して演算器Ｃ５に与えられる。演算器Ｃ５では
入力信号に基づいて各移動床５〜８に対する供給空気流
量の補正量が演算され、その補正量を示す信号が各ライ
ン２５〜２８に導出１れる。

第１３図は調節器Ｃ７の入出力特性を示す図である。横
軸は、第１２図と同様に入力される偏差値を示す、縦軸
はごみ供給ブツシャ４の補正速度を示し、プラス側はそ
の速度を増す方向であり、マイナス側は速度を減らす方
向である。ｍ；え切りレベルＢが乾燥域Ａ１側の方向へ
ずれ、予め定められた偏差値Ｅｆを超えると図示のよう
に前記補正速度が増加される。また燃え切りレベルＢが
後乾燥域Ａ３＠の方向にずれ、予め定められた偏差値Ｅ
ｂを超えると図示のように補正速度が減少される。その
補正速度を示す信号は調節計Ｃ７からライン２９に導出
される。

たとえばごみ発熱量変動分乞Ｈが急激に増加すると炉内
ごみ保有１１Ｗ１　　、Ｗ２が減少し始め、燃え切りレ
ベルＢが乾燥域Ａ１方向に移動し始めとする。このとき
の燃え切りレベルＢを示す信号が、画像処Ｊ！ｌ！装置
２２から制御装置２４に入力される。

その入力された燃え切りレベルＢの乾燥域Ａ１方向への
偏差が前記偏差Ｅｆを超えると、上述のようにごみ供給
ブツシャ速度を増加させる補正信号がライン２９に導出
される。そうすると制御装置１２からライン１７に導出
されたごみ供給ブツシャ速度が補正されてライン６５に
出力される。その結果炉内ごみ供給流量が増加され、燃
え切りレベルＢが適正値となり、したがって炉内ごみ保
有量Ｗｌ、Ｗ２も適正値となる。逆にごみ発熱量変動Δ
Ｈｕが急激に低下すると、ボイラ蒸気流量が低下するた
め、制御装置１２によって燃焼が促進され、炉内ごみ保
有ｆｉＷ１　　、Ｗ２が過大となる。

そうして燃え切りレベルＢが後燃焼域Ａ３方向に移動し
始め、そのときの燃え切りレベルＢを示す信号が入力さ
れて、後燃焼域Ａ３方向の偏差が前記偏差値Ｅｂを超え
ると、上述のようにごみ供給ブツシャ速度が減少させる
信号がライン２９に導出される６また乾燥域Ａ１側の供
給空気流量を増加し、後燃焼域Ａ３側の供給空気流量を
減少するように信号が各ライン２５〜２８に導出される
。

そうすると制御装置１２からのライン１７に導出された
ごみ供給ブツシャ速度が補正されてライン６５に出力さ
れ、またライン１３〜１６に導出された各移動床５〜８
の下方から供給される空気流量が補正されて各ライン６
０〜６３に出力される。

このときライン２５〜２８に導出される補正空気流量の
総和は零である。これら一連の採作によって、燃え切り
レベルＢおよび炉内ごみ保有量Ｗ１、Ｗ２を補正値に保
つと、ごみの完全燃焼が行なわれつつ、炉の発生熱量す
なわちボイラの蒸気流量が安定して制御される。

特に発電を実施するごみ焼却炉においでは、制御装置２
４の単独使用では、迷い変動の外乱に対して炉の発生熱
量Ｑを要求される精度まで制御することができない。し
たがって、本発明のように自動燃焼制＊装置１２と制ｍ
装置２４との併用が有効となる。

また本発明では、供給空気流量またはごみ供給流量のい
ずれか一方の捏作量を補正すればよい。

効　　果 以上のように本発明によれば、急激に燃焼状態が変化し
ても、ごみが完全に焼却され、安定した発生熱量が出力
されるので、ごみの燃焼としての付加価値が向上され、
省資源と省エネルギ化が促進される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体の系統図、第２図は乾
燥域Ａ１および燃焼域Ａ２．Ａ３におけるごみの断面を
モデル化した図、第３図は制御装置１２の具体的な構成
を示すブロック図、第４図は本発明者の実験による赤色
成分、緑色成分および青色成分の積算値の分布状態を示
すグラフ、第５図は局所的な＾温燃焼部Ｈが生じる場合
の積算値の分布状態を示すグラフ、第６図は本発明に関
連して実施される画像処理装ｆ１２２のＭ成を示すブロ
ック図、第７図は画像処理装置２２に関連して出力され
る信号波形を示す図、第８図は撮像された画像の走査を
説明するための図、第９図は画像メモリにおけるデータ
を説明するための図、第１０図は画像メモリとモニタテ
レビの画面との対応を説明するための図、第１１図は制
御装置２４の一実施例を示すブロック図、第１２図は調
節器Ｃ４の入出力特性を示す図、第１３図は調節器Ｃ７
の入出力特性を示す図である。 １・・・ごみ焼却炉、４・・・ごみ供給ブツシャ、５〜
８・・・移動床、１０・・・蒸気流量検出器、１２・・
・制御装置、２０・・・テレビカメラ、２２・・・画像
処理装置、２４・・・制御装置、５１〜５４・・・ダン
パ、Ａ１・・・乾燥域、Ａ２・・・燃焼域、Ａ３・・・
後燃焼域、Ｂ・・・燃え切りレベル 代理人　　　弁理士　　　西教圭一部 １！駄見 Ｑつ ！１２１ 第１３図 ｑ７−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ごみ供給手段によつてごみをごみ焼却炉に供給し、ごみ
   焼却炉は乾燥域と燃焼域と後燃焼域とにそれぞれ設けら
   れた移動床を有し、ごみ焼却炉の発生熱量を検出し、そ
   の発生熱量が一定となるように、乾燥域と燃焼域と後燃
   焼域とにおける供給空気流量と、ごみ供給手段によるご
   み供給流量と、移動床の速度とを操作する燃焼制御方法
   において、炉内の燃焼部をカラーテレビカメラで撮像し
   、カラーテレビカメラから得られたカラー画像信号に含
   まれる赤色成分の信号に基づいて燃え切りレベルを検出
   し、その検出された燃え切りレベルを予め定めた値と比
   較し、その偏差値に基づいて、前記供給空気流量および
   前記ごみ供給流量の少なくなくともいずれか一方の操作
   量を補正することを特徴とするごみ焼却炉の燃焼制御方
   法。