WO2014109378A1

WO2014109378A1 - 火葬用バーナ装置

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Publication number: WO2014109378A1
Application number: PCT/JP2014/050278
Authority: WO
Inventors: 眞知子浅岡
Original assignee: 東京博善株式会社
Priority date: 2013-01-10
Filing date: 2014-01-10
Publication date: 2014-07-17
Also published as: JP5651808B1; JPWO2014109378A1

Abstract

　バーナ本体（１０）と、バーナ本体（１０）を保持する保持機構（２０）とを備え、保持機構（２０）は、バーナ本体（１０）を上下方向及び左右方向に回転可能に保持すると共にバーナ本体（１０）を軸方向にスライド可能に保持しており、バーナ本体（１０）を上下方向に回転移動させる上下駆動手段と、左右方向に回転移動させる左右駆動手段と、軸方向に移動させるスライド駆動手段と、を備えた火葬用バーナ装置。

Description

火葬用バーナ装置

　本発明は、火葬用バーナ装置に関し、さらに詳しくは、火葬用バーナの向き及び位置を自在に移動させる移動機構を備えた火葬用バーナ装置に関する。

　火葬炉で遺体を火葬する場合、火葬は、火葬炉の壁面に取り付けられた火葬用バーナから火炎を遺体に向けて噴射して行われている。こうした火葬用バーナ並びに火葬用バーナを使用した火葬炉の制御方法及び制御装置に関する技術は、これまでにいくつか提案されている。

　特許文献１に記載された火葬炉の制御方法は、被燃焼体を載せる支持台に重量測定センサを設け、この重量測定センサからの信号に基づいてバーナの姿勢を変化させている。また、この制御方法は、主燃焼室内を監視カメラで撮影し、監視カメラが撮影した映像に基づいて被燃焼体の位置と面積を算出し、その結果に基づいてバーナの姿勢を変化させたり、熱線感知カメラで被燃焼対を撮影し、熱線感知カメラからの熱分布情報に基づいて低温部を抽出してバーナの姿勢を変化させたりしている。この制御方法に用いられているバーナは、その後部を支点にして上下方向に一定範囲の角度を回転移動するように設置されている。

　特許文献２に記載されたバーナ装置は、火葬炉の燃焼室後壁に設けられた空間部を有する取付け板と、この取付け板に対して左右方向に揺動自在に支持され左右揺動板と、この左右揺動板に対して上下方向に揺動自在に支持された上下揺動板と、を備えている。このバーナ装置は、ノズルを左右揺動板と上下揺動板によって支持することによって、ノズルが上下左右に揺動するように構成されている。

　バーナは、こうした火葬炉の技術分野以外にも非鉄金属を溶解するための溶錬炉の技術分野で使用されている。

　特許文献３に記載されたバーナの挿入位置を制御する装置は、フェロニッケルを溶解する溶錬用電気炉に使用されているバーナの挿入位置を制御する装置である。このバーナの挿入位置を制御する装置は、バーナをその軸方向に移動させるための挿入機構と、この挿入機構部を支持し、バーナの挿入角度を変化させる揺動機構とを備えている。挿入機構は、バーナの軸方向に延びるガイドと、このガイドに設けられたレールと、バーナを保持するホルダとを備え、ホルダがレールに沿って移動するように構成されている。

特開２００３－３２２３１６公報

特開平６－２７２８２９号公報

特開昭６４－８８０９６号公報

　しかしながら、特許文献１に記載された火葬炉の制御方法に用いられているバーナは、上下方向にしか移動しないので、バーナが設置された位置から離れた場所まで火炎を到達させることができない。そのため、作業者が遺体をバーナから放射される火炎が届く位置まで移動させることが必要になる。その結果、遺体の火葬に時間がかかってしまう。また、バーナから放射される火炎を強くすることによってバーナが設置された位置から離れた場所まで火炎が届くようにした場合、多くの燃料を消費することになり、コストがかかってしまう。こうした問題点は、上下左右にしかノズルを動かすことができない特許文献２に記載されているバーナ装置にも存在する。

　一方、特許文献３に記載のバーナの挿入位置を制御する装置は、バーナをその軸方向に移動させることができるように構成されているので、バーナの先端をバーナが設置されている位置から離れた場所まで移動させることができる。

　しかし、このバーナの挿入位置を制御する装置が備えるバーナは、溶錬用電気炉に使用されるバーナであり、火葬炉に用いるバーナではないので、そのまま火葬用バーナとして使用することはできない。また、このバーナの挿入位置を制御する装置は、バーナを上下方向に揺動する機構及びバーナをその軸方向に移動させるための機構しか備えていないので、バーナを左右方向に移動させることができない。

　本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、バーナの先端を所望の位置まで自由に移動させることができる火葬用バーナ装置を提供することにある。

　上記課題を解決するための本発明に係る火葬用バーナ装置は、火葬炉の壁面からこの火葬炉の内部に先端側が挿入されるバーナ本体と、前記火葬炉の壁面に取り付けられ、前記バーナ本体を保持する保持機構と、を備え、前記保持機構は、この保持機構を中心にして前記バーナ本体を上下方向及び左右方向に回転可能に保持すると共に、このバーナ本体が延びる軸方向に前記バーナ本体をスライド可能に保持しており、前記バーナ本体を、前記保持機構を中心にして上下方向に回転移動させる上下駆動手段と、前記保持機構を中心にして左右方向に回転移動させる左右駆動手段と、前記軸方向に移動させるスライド駆動手段と、を備えたことを特徴とする。

　この発明によれば、火葬用バーナ装置が備えるバーナ本体をその軸方向に移動させること、上下方向に回転移動させること及び左右方向に回転移動させることができるので、バーナ本体の先端を所望の位置に自由に移動させることができる。

　なお、本発明に係る火葬用バーナ装置において、前記保持機構を、前記バーナ本体を前記軸方向にスライド可能に保持する第１保持部と、この第１保持部を上下方向に回転可能に保持すると共に、当該保持機構の内部で左右方向に回転可能に構成された第２保持部とで構成するとよい。

　本発明に係る火葬用バーナ装置において、前記保持機構は、前記バーナ本体の先端側にシール部を備え、このシール部は、前記バーナ本体が上下方向に回転移動することに伴って摺動する前記第１保持部の摺動面をシールする第１シールと、前記バーナ本体が左右方向に回転移動することに伴って摺動する前記第２保持部の摺動面をシールする第２シールと、前記バーナ本体の外周面と前記第１保持部との間をシールする第３シールとを備えていることを特徴とする。

　この発明によれば、シール部が保持機構の各摺動面に異物が混入することを防止する。具体的には、第１シールが第１保持部の摺動面をシールするので、第１保持部の摺動面に異物が侵入することを防止する。また、第２シールが第２保持部の摺動面をシールするので第２保持部の摺動面に異物が侵入することを防止する。さらに、第３シールがバーナ本体と第１保持部との間をシールするので、バーナ本体と第１保持部との間に異物が侵入することを防止する。

　本発明に係る火葬用バーナ装置において、前記上下駆動手段、前記左右駆動手段及び前記スライド駆動手段は、サーボモータと、このサーボモータと前記バーナ本体とを直接的又は間接的に連結するリンク機構をそれぞれ備え、前記スライド駆動手段が備える前記リンク機構は、前記サーボモータの回転運動を前記バーナ本体の前記軸方向への往復直線運動に変換するポースリエのリンク機構であることを特徴とする。

　この発明によれば、バーナ本体の移動を上下駆動手段、左右駆動手段及びスライド駆動手段がそれぞれ備えるサーボモータが行うので、高精度でかつ迅速な制御を行うことができる。また、スライド駆動手段はポースリエのリンク機構を備えているので、サーボモータの回転運動を簡素かつ低廉な機構によってバーナ本体の直線運度に確実に変換することができる。

　この場合において、前記バーナ本体に、このバーナ本体を前記軸方向にスライド可能に保持するフレームと、このバーナ本体に固定されたホルダとを設け、前記スライド駆動手段の前記サーボモータを前記フレームに取り付け、前記ポースリエのリンク機構で前記サーボモータと前記ホルダとを連結するように構成するとよい。

　本発明に係る火葬用バーナ装置において、前記バーナ本体を前記フレームに対して支持することによって、前記バーナ本体の上下方向の回転移動を補助するダンパーを備えていることを特徴とする。

　この発明によれば、ダンパーがバーナ本体の上下方向の回転移動を補助するので、バーナ本体の先端側を容易に下側に回転移動させることができる。

　本発明に係る火葬用バーナ装置において、前記上下駆動手段及び前記左右駆動手段は、前記バーナ本体が向けられている角度を検知する角度検知手段と、この角度検知手段によって検知された角度を記憶する角度記憶手段とを備えていると共に、前記スライド駆動手段は、前記バーナ本体の前記軸方向の位置を検知する位置検知手段と、この位置検知手段によって検知された位置を記憶する位置記憶手段とを備えていることを特徴とする。

　この発明によれば、バーナ本体の上下方向の回転角度、バーナ本体の左右方向の回転角度及びバーナ本体の軸方向の移動位置を検知しながらバーナ本体の移動を制御することができ、バーナ本体の先端を所定の位置に迅速かつ正確に移動させることができる。また、バーナ本体の上下方向の回転角度、バーナ本体の左右方向の回転角度及びバーナ本体の軸方向の移動位置を記憶させることができるので、当該火葬用バーナ装置が故障したような場合でも、復旧後に再び元の位置から火葬を続けることができる。

　本発明に係る火葬用バーナ装置によれば、火葬用バーナ装置が備えるバーナ本体をその軸方向に移動させること、上下方向に回転移動させること及び左右方向に回転移動させることができるので、バーナ本体の先端を所望の位置に自由に移動させることができる。その結果、棺桶の全体に火炎を届かせることでき、効率的に火葬を行うことができる。

本発明に係る火葬用バーナ装置が使用される火葬システムの一例を示す構成図である。本発明に係る火葬用バーナ装置の概要を示す側面図である。図２に示す火葬用バーナ装置をバーナヘッド側からみた火葬用バーナ装置の概要を示す背面図である。火葬用バーナ装置が備えるバーナ本体を保持する保持機構の概要を示す斜視図である。図４に示す保持機構が備える第１保持部の概要を示す斜視図である。火葬用バーナ装置が備えるスライド駆動手段を構成するポースリエのリンク機構を示す説明図である。バーナ本体がその軸方向に移動する様子を示す説明図である。バーナ本体が上下方向に回転移動する様子を示す説明図である。バーナ本体が左右方向に回転移動する様子を示す説明図である。本発明に係る火葬用バーナ装置を制御するシステムの概要を示すブロック図である。主燃炉での燃焼方法の一例を説明するための説明図である。

　以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

　最初に、本発明の火葬用バーナ装置１について説明する前に、図１を参照して火葬用バーナ装置１が使用される火葬システムの一例を説明する。

　図１は本発明の火葬用バーナ装置１が使用される火葬システムの構成図を示している。この火葬システムは、棺桶１５１を載置するお別れ台２４０と、火葬用バーナ装置１を用いて遺体や副葬品、棺桶１５１などの燃焼を行う火葬炉を構成する主燃炉２００と、主燃炉２００からの排ガスを完全燃焼させるための再燃炉２１０と、前室２２０の内部に設けられ、棺桶１５１をお別れ台２４０の位置から主燃炉２００に自動で納棺可能とする自動納棺装置２３０とを備えている。

　この火葬システムは、バイナリー発電システム２７０を備えており、再燃炉２１０とバイナリー発電システム２７０とが共通煙道２６１及び排気ダクト２６３によって連絡されている。主燃炉２００から流出した排ガスは、再燃炉２１０、共通煙道２６１及び排気ダクト２６３を通って、バイナリー発電システム２７０に導かれる。このバイナリー発電システム２７０は、図示しない排ガス／温水熱交換器を備えており、排ガスと冷媒との間で熱交換を行っている。また、火葬システムは、排ガス補助冷却装置兼非常排気ダクト２６２を備えている。この排ガス補助冷却装置兼非常排気ダクト２６２は、共通煙道２６１から排出される排ガスを冷却すると共に、当該火葬システムに異常な燃焼などが生じた場合に備えて排ガスを外気に排出させている。

　火葬システムは、さらに、バイナリー発電システム２７０に接続された熱風回収熱交換器３００と、排ガスの温度を下げるため吸気口３１０を介して熱風回収熱交換器３００に接続された電気集塵機３２０と、電気集塵機３２０に接続された触媒装置３３０とを備えている。

　熱風回収熱交換器３００は、熱風を主燃炉２００に送る装置である。この熱風回収熱交換器３００は、熱風回収路３６０によって主燃炉２００に連絡されている。バイナリー発電システム２７０から排出された排ガスは熱風回収熱交換器３００に流入し、熱風回収熱交換器３００に流入した排ガスは、空気と熱交換する。そして、排気ガスにより熱せられた熱風が熱風回収路３６０を通って主燃炉２００に導かれる。この熱風が熱風回収路３６０を通って主燃炉２００に導かれる構成は、主燃炉２００の燃焼効率を高めると共に、燃料の節減と燃焼時間の短縮させている。

　電気集塵機３２０は、排ガスに含まれるダスト除去する装置である。熱風回収熱交換器３００から流出した排ガスは、排ガスの温度を下げるため吸気口３１０から取り入れた外気とともに電気集塵機３２０に流入し、ここで排ガス中に含まれるダストが除去される。次に電気集塵機３２０から流出した排ガスは触媒装置３３０に送られる。

　触媒装置３３０は、送り込まれた排ガス中に含まれる窒素酸化物、臭気成分、ポリ塩素化ジベンゾダイオキシンやポリ塩素化ジベンゾフラン等のダイオキシン類を除去している。そして、触媒装置３３０から流出した排出ガスは、排風機３４０により吸引され、排気筒３５０を介して大気中に排出される。

　以上のように、この火葬システムは、主燃炉２００で生じた大量のダスト及びダイオキシン類などの有害物質を除去しクリーンな空気に再生して大気中に排気している。また、排ガスが有する高温の熱エネルギーを、バイナリー発電システム２７０を用いて発電し、発電した電力を火葬システムを構成する各装置に供給することにより、各装置で必要とする電力の一部又は全てをまかなうことが可能となり、火葬システム全体としての省エネルギー化を大幅に向上させている。

［火葬用バーナ装置］
　本発明に係る火葬用バーナ装置１は、こうした火葬システムを構成する主燃炉２００に用いられる。図２及び図３は、本発明の一実施形態に係る火葬用バーナ装置１を示している。

　この火葬用バーナ装置１は、火葬炉である主燃炉２００の壁面２０１に設置されて用いられるものである。火葬用バーナ装置１は、主燃炉２００の壁面２０１からこの主燃炉２００の内部に先端側が挿入されるバーナ本体１０と、主燃炉２００の壁面２０１に取り付けられ、バーナ本体１０を保持する保持機構２０と、を備えている。保持機構２０は、ブラケット５２，５３等によって主燃炉２００の壁面２０１の外側に取り付けられている。

　保持機構２０は、この保持機構２０を中心にしてバーナ本体１０を上下方向及び左右方向に回転可能に保持すると共に、このバーナ本体１０が延びる軸方向にバーナ本体１０をスライド可能に保持している。また、火葬用バーナ装置１は、バーナ本体１０を、保持機構２０を中心にして上下方向に回転移動させる上下駆動手段と、保持機構２０を中心にして左右方向に回転移動させる左右駆動手段と、バーナ本体１０の軸方向に移動させるスライド駆動手段と、を備えている。以下、火葬用バーナ装置１を構成している各構成について詳細に説明する。

〈バーナ本体〉
　バーナ本体１０は、細長い円筒状に形成されており、その軸方向の一端側をなす先端側が火炎を放射する燃焼部１２であり、軸方向の他端側をなす後端側がバーナヘッド１３である。燃焼部１２及びバーナヘッド１３の外径は、これらの間の部分１１の外径よりもやや大きく形成されている。このバーナ本体１０は、燃焼部１２の内部に図示しない点火プラグを備えている。また、バーナ本体１０は、バーナヘッド１３に１つのガス流入部１７と２つのエア流入部１５，１６とを備えている。ガス流入部１７は、燃料ガスをバーナヘッド１３を介してバーナ本体１０に流入させる部位である。２つのエア流入部１５，１６のうち１つのエア流入部１５は、燃料ガスの燃焼に必要なエアをバーナヘッド１３を介してバーナ本体１０に流入させるための部位であり、もう１つのエア流入部１６は、バーナヘッド１３を介してバーナ本体１０にパージエアを流入させる部位である。

　バーナ本体１０は、ガス流入部１７からバーナヘッド１３に流入された燃料ガスと、エア流入部１５からバーナヘッド１３に流入されたエアとを、バーナヘッド１３から別々にバーナ本体１０を流してバーナ本体１０の先端側に設けられた燃焼部１２まで運ぶ構造になっている。このバーナ本体１０は、燃焼部１２まで運ばれた燃料ガスと燃焼部１２まで運ばれたエアとを燃焼部１２で混合し、点火プラグによって点火して燃料ガスを燃焼するように構成されている。ただし、ガス流入部１７から流入された燃料ガスとエア流入部１５から流入されたエアとを混合して点火しただけでは、バーナ本体１０の先端から火炎を放射させることができない。そのため、このバーナ本体１０は、エア流入部１６から流入された高圧のパージエアをバーナヘッド１３からバーナ本体１０の先端側に設けられた燃焼部１２に向けて流し、パージエアの勢いを利用してバーナ本体１０の先端から強い火炎を放射させている。

　こうしたバーナ本体１０は磨きステンレス等が使用されており、その外周面は、凹凸のない滑らかな鏡面になっている。

〈保持機構〉
　保持機構２０は、主燃炉２００の壁面２０１に設置され、かつ、バーナ本体１０を保持している。この保持機構２０は、図４及び図５に示すように、バーナ本体１０をその軸方向にスライド可能に保持する第１保持部２１（図５参照）と、この第１保持部２１を上下方向に回転可能に保持すると共に、当該保持機構２０の内部で左右方向に回転可能に構成された第２保持部２２（図４参照）とから構成されている。

　第１保持部２１は、矢印の形のように形成されており、直方体状に形成された本体部２１ｂと、本体部２１ｂの一端側に形成された摺動部２１ａとから構成されている。なお、摺動部２１ａは、バーナ本体１０の先端側に形成されている。第１保持部２１は、その中心に穴を備えており、バーナ本体１０をこの穴に挿入させてバーナ本体１０を保持している。バーナ本体１０の外周面と第１保持部２１に形成された穴との間には、適度なクリアランスが形成されていて、第１保持部２１は、バーナ本体１０をその軸方向に往復移動させることができるようにバーナ本体１０を保持している。摺動部２１ａの前面の中央部分は、平坦に形成されている。穴は、この中央部分に設けられている。摺動部２１ａの前面の中央部分よりも上側の部分と下側の部分とは、上下方向に湾曲する円弧状の曲面からなる摺動面になっている。この曲面に形成された摺動面が第２保持部２２に対して円滑に摺動することによって、バーナ本体１０を上下方向に回転移動させている。なお、ここでいう前面とは、バーナ本体１０の先端側の面である。

　第２保持部２２は、直方体状に形成されており、その内側に第１保持部２１を保持している。第２保持部２２の内面のうち、上下の面が第１保持部２１を上下方向に回転させることができるように円弧状に形成され、左右の面が平坦に形成されている。一方、第２保持部２２の外面のうち、左右両側の側面は、左右に湾曲する円弧状の曲面からなる摺動面２２ａになっている。上下の外面は平坦に形成されている。第２保持部２２は、左右両側の摺動面２２ａが保持機構２０の図示しないハウジングに対して円滑に摺動することによって、保持機構２０の内部で保持機構２０自体に対して左右方向に回転する。

　こうした保持機構２０は、バーナ本体１０の先端側にシール部を備えている。このシール部は、バーナ本体１０が上下方向に回転移動することに伴って摺動する第１保持部２１の摺動面をシールする第１シール３１と、バーナ本体１０が左右方向に回転移動することに伴って摺動する第２保持部２２の摺動面をシールする第２シール３２と、バーナ本体１０の外周面と第１保持部２１との間をシールする第３シール３３とから構成されている。

　第１シール３１は、長方形の輪郭に沿うように形成されたガスケットである。この第１シール３１は、第２保持部２２の前面に取り付けられており、第１シール３１の内周部が第１保持部２１の摺動面と摺動することによって、第１保持部２１の摺動面と第２保持部２２との間をシールしている。第２シール３２部も、長方形の輪郭に沿うように形成されたガスケットである。この第２保持部２２の外側に設けられており、第２シール３２の内周部が第２保持部２２の摺動面と摺動することによって、第２保持部２２の摺動面をシールしている。第３シール３３は、リング状に形成されたワイヤーブラシクリーナである。この第３シール３３は、第１保持部２１の前面のうち、平坦に形成された部分に取り付けられている。第３シール３３の内周部は、バーナ本体１０の外周と摺動しており、バーナ本体１０と第１保持部２１との間をシールしている。前述したように、バーナ本体１０は、磨きステンレス等によって形成されており、外周面が凹凸のない滑らかな面であるので、バーナ本体１０は、ワイヤーブラシクリーナによって確実にシールされる。

　こうした第１シール３１、第２シール３２及び第３シール３３は、保持機構２０の内部に異物が侵入することを防止するだけでなく、各摺動部２１ａ部分に給脂することを不要にしている。なお、第１シール３１、第２シール３２及び第３シール３３は、主燃炉２００の内部から交換することができるようになっている。

〈駆動手段〉
　次に、バーナ本体１０を移動するための駆動手段について説明する。保持機構２０に保持されているバーナ本体１０は、保持機構２０を中心にしてバーナ本体１０を上下方向に回転移動させる上下駆動手段と、保持機構２０を中心にしてバーナ本体１０を左右方向に回転移動させる左右駆動手段と、バーナ本体１０をその軸方向に移動させるスライド駆動手段とによって駆動される。上下駆動手段、左右駆動手段及びスライド駆動手段は、サーボモータ４０，６０，７０と、このサーボモータ４０，６０，７０とバーナ本体１０とを直接的又は間接的に連結するリンク機構４１，４６，６５，７５をそれぞれ備えている。

（スライド駆動手段）
　スライド駆動手段は、サーボモータ４０と、サーボモータ４０の駆動力をバーナ本体１０に伝達させる２つのリンク機構４１，４６とから構成されている。火葬用バーナ装置１は、バーナ本体１０をその軸方向にスライド可能に保持するフレーム５０と、バーナ本体１０に固定されたホルダ５１とを備えている。フレーム５０は、保持機構２０に対して、保持機構２０よりもバーナ本体１０のバーナヘッド１３側にやや距離を空けた位置で、バーナ本体１０の下側に延びるようにして設けられている。ホルダ５１は、バーナ本体１０のバーナヘッド１３よりもややバーナ本体１０の先端側の位置でバーナ本体１０に取り付けられている。スライド駆動手段のサーボモータ４０は、フレーム５０の下部に取り付けられている。回転駆動をバーナ本体１０に伝達させる２つのリンク機構４１，４６は、サーボモータ４０とホルダ５１とを連結している。

　２つのリンク機構４１，４６のうち１つのリンク機構４１は、回転運動を直線往復運動に変換するポースリエのリンク機構４１であり、もう１つのリンク機構４６は、サーボモータ４０の回転駆動をポースリエのリンク機構４１に伝達するためのものである。

　リンク機構４６は２本のリンク４７，４８及びリンク４７，４８を相互に回転可能に連結するピンによって構成されている。リンク４７の一端は、サーボモータ４０の回転軸に連結されており、サーボモータ４０の回転に伴ってサーボモータ４０の回転軸を中心にして回転するように構成されている。リンク４８の一端はポースリエのリンク機構４１を構成しているリンク４２同士を連結しているＡ点にピンで連結されている。リンク４８の他端とリンク４７の他端とは、ピンによって相互に回転することができるように連結されている。

　ポースリエのリンク機構４１は、回転運動を直線状の往復運動に変換するためのリンク機構であり、バーナ本体１０に固定されたホルダ５１とフレーム５０とを連結すると共に、リンク機構４６に連結されている。このポースリエのリンク機構４１について、図６を参照して詳細に説明する。ポースリエのリンク機構４１は、図６に示すように、同じ長さの４つのリンク４２と、同じ長さの２つのリンク４４，４５と、もう１つのリンク４３とから構成されている。

　４つのリンク４２は、四辺形が形成されるように、各リンクの端部同士がピンによって相互に回転可能に連結されている。図６に示したＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点の４点がリンク４２の連結点である。リンク４４の一端は、Ｂ点で４つのリンク４２に連結され、リンク４４の他端は、固定点であるＥ点にピンによって連結されている。また、リンク４５の一端は、４つのリンク４２により形成された四辺形のＢ点と対角をなすＤ点でピンによって連結され、リンク４５の他端は、固定点であるＥ点にピンで連結されている。もう１つのリンク４３は、一端がＡ点で４つのリンク４２にピンで連結され、リンク４３の他端は、Ｅ点とは異なる固定点であるＦ点にピンで連結されている。なお、リンク４３が連結されているＡ点とＦ点との間の長さと固定点であるＥ点とＦ点との間の長さとは同じである。

　このポースリエのリンク機構４１の原理を説明する。なお、以下では、直線ＡＢを単にＡＢのように記載する。また、ＡＣとＢＤとの交点をＧとする。

　ポースリエのリンク機構４１では、４つのリンク４２の長さは等しく、２つのリンク４４，４５の長さが等しく、かつ、ＥＦの長さとリンク４３の長さが等しい。リンク４３を、Ｆ点を中心にして回転させると、Ｃ点は、ＥＦに直角な直線運動をする。リンクの長さの関係から、Ｅ点、Ａ点、及びＣ点は、同一の直線状に存在し、かつ、ＡＣとＢＤとは直交し、ＡＧの長さとＧＣの長さは同じである。そのため、次の（１）式が成立する。

ＥＡ・ＥＣ＝（ＥＧ－ＡＧ）（ＥＧ＋ＧＣ）＝（ＥＧ－ＧＣ）（ＥＧ＋ＧＣ）
　　　　　＝ＥＧ^２－ＧＣ^２＝（ＥＢ^２－ＢＧ^２）－（ＢＣ^２－ＢＧ^２）
　　　　　＝ＥＢ^２－ＢＣ^２＝ｋ（一定）・・・・・（１）

　次にリンク４３がＥＦと一直線になったときＡ点の位置を仮にＡ′（不図示）とすれば、Ａ′は、定点である。このときのＣ点の位置をＣ′（不図示）とすると、（１）式と同様に、次の（２）式が成立する。

ＥＡ′・ＥＣ′＝ＥＢ^２－ＢＣ^２＝ｋ（一定）・・・・・（２）

　したがって、Ｃ′は、ＥＣ′＝ｋ／（ＥＡ′）なる関係にＥＦの延長線上に採られた定点である。

　次に、ＥＡ・ＥＣ＝ＥＡ′・ＥＣ′＝ｋなる関係から次の（３）式が成立する。

ＥＣ／ＥＣ′＝ＥＡ′／ＥＡ・・・・・（２）

　∠ＡＥＡ′は共通であるから、三角形ＣＥＣ′と三角形Ａ′ＥＡとは相似である。それ故、∠ＣＣ′Ｅ＝∠Ａ′ＡＥであり、その角度は直角である。すなわち、リンク４３が回転すれば、Ｃ点はＣＣ′上を直線運動することになる。

　図６に示したポースリエのリンク機構４１と、図２に示した火葬用バーナ装置１との対応関係をみる。図６に示したＥ点とＦ点とは、図２に示した、リンク４４，４５が連結されているフレーム５０の点とリンク４３が連結されているフレーム５０の点にそれぞれ対応する。図６に示したＡ点は、図２に示したポースリエのリンク機構４１とリンク機構４６のリンク４８とが連結されている点に対応する。そして、図６に示したＣ点は、図２に示したポースリエのリンク機構４１とホルダ５１とが連結されている点に対応する。

　こうしたスライド駆動手段によれば、図７に示すように、バーナ本体１０は、その軸方向に移動される。具体的には、スライド駆動手段は、サーボモータ４０の回転運動をリンク機構４６によってポースリエのリンク機構４１のＡ点に伝達する。これにより、リンク４３は、Ｆ点を中心にして回転運動をする。この回転運動は、ポースリエのリンク機構４１によってポースリエのリンク機構４１とホルダ５１とが連結されているＣ点を直線上に往復運動させる。Ｃ点の直線上の往復運動は、バーナ本体１０をその軸方向に往復運動させる。この際、バーナ本体１０は、バーナ本体１０から放射される火炎が主燃炉の内部に搬入された棺桶１５０，１５１と遺体全体に届く範囲を移動するように構成しても良い。すなわち、当該火葬用バーナ装置１が設けられた位置に最も近い棺桶１５０，１５１の端部に対し火炎を放射して棺桶１５０，１５１を燃焼させ、次に当該火葬用バーナ装置１に対して遺体の最も遠い箇所に火炎が届くように、バーナ本体１０の先端をバーナ本体１０の軸に沿ってスライド可能となるように構成する。なお、図７に示されている棺桶１５１は、通常の大きさの棺桶であり、棺桶１５０は、棺桶１５１よりもやや大きく形成された棺桶である。

　なお、火葬用バーナ装置１は、スライド駆動手段を構成している２つのリンク機構４１，４６の左右両側に安全カバー１０１を備えていると共に、ポースリエのリンク機構４１の後ろ側に安全カバー１０２を備えている。火葬用バーナ装置１のリンク機構４１，４６は、こうした安全カバー１０１，１０２によって周囲が囲まれているので、作業者は安全にバーナ本体１０の移動作業を行うことができる。

（ポースリエのリンク機構による効果）
　上述したように、本発明による火葬用バーナ装置１は、ポースリエのリンク機構を実装することが大きな特徴の一つであるが、このポースリエのリンク機構を用いることにより、火葬バーナ装置１全体をコンパクトにすることが可能であり、設置面積が限られる都市型の火葬システムを実現するとともに、作業空間を十分確保することにより、作業性の改善を図ることができる。

　次に、ポースリエのリンク機構を用いることによる本発明の火葬用バーナ装置１の特徴について具体的に説明する。本発明による火葬バーナ装置１は、バーナ本体１０の軸方向に、バーナヘッド１３、バーナ本体１０、保持機構２０、燃焼部１２が配列されており、スライド駆動手段と上下駆動手段は、バーナ本体１０の下側にコンパクトに配置される。この構成を用いたことにより、バーナヘッド１３の手前に駆動系は存在しなくなり、バーナヘッド１３の手前側に立つ作業者の作業空間が十分確保されるという利点がある。すなわち、バーナヘッド１３の手前に駆動系を設けた場合、作業者がバーナヘッド１３の手前側に立って作業を行う際の作業空間が狭くなり作業性が著しく悪くなるが、本発明による火葬バーナ装置１は、ポースリエのリンク機構を用い、スライド駆動手段と上下駆動手段とをバーナ本体１０の下部に設けることにより、この問題を解決している。

　また、バーナ本体１０の側面側にも駆動系は存在しないので、作業者がバーナ本体１０の側面側に立って、壁面２０１に設けられた窓から主燃炉２００の内部を容易に観察することができる。

　またポースリエのリンク機構は、サーボモータ４０により回転運動を並進運動に変換するので、サーボモータ４０を制御することにより、バーナ本体１０の軸方向の位置及び移動速度を任意に制御することが出来る。この為、サーボモータ４０を駆動する駆動プログラムによりサーボモータ４０を制御し、サーボモータ４０の駆動力をリンク機構４６，４１を介してバーナ本体１０に伝達することにより、火葬用バーナ装置１を自動運転することが可能である。

（上下駆動手段）
　上下駆動手段は、サーボモータ６０とサーボモータ６０の駆動力をバーナ本体１０に伝達させるリンク機構６５とから構成されている。サーボモータ６０は、保持機構２０の下側に取り付けられたブラケット６１に固定されている。リンク機構６５は、２本のリンク６６，６７により構成されており、サーボモータ６０と、バーナ本体１０をその軸方向にスライド可能に保持ししているフレーム５０とを、連結している。リンク６６の一端は、サーボモータ６０の回転軸に接続されており、サーボモータ６０の回転に伴ってサーボモータ６０の回転軸を中心にして回転するように構成されている。一方、リンク６７の一端は、バーナ本体１０よりも下側でフレーム５０に取り付けられている。リンク６６の他端とリンク６７の他端とは、ピンによって相互に回転可能に接続されている。なお、こうしたリンク機構６５の左右両側は、安全カバー１０１によって覆われている。

　この上下駆動手段は、サーボモータ６０の回転をリンク機構６５及びフレーム５０を介してバーナ本体１０に伝達することによって、保持機構２０を中心にしてバーナ本体１０を上下方向に回転移動させている。

　この火葬用バーナ装置１は、図３に示すように、バーナ本体１０の上下方向の回転移動を補助するダンパーをさらに備えている。ダンパーは、例えば、ガススプリング８０が使用される。ダンパーとして使用されるガススプリング８０は、外殻をなす円筒状のシリンダチューブと、このシリンダチューブの内部に一端側が挿入され、シリンダチューブの軸方向に往復移動可能なシリンダロッドとから構成されている。シリンダチューブの内部には、窒素ガス等の不燃ガスが所定の圧力で封入されており、当該ガススプリング８０が伸長する状態になるようにシリンダロッドをシリンダチューブの外側に付勢している。

　このガススプリング８０は、バーナ本体１０の左右両側にそれぞれ１つずつ設けられている。各ガススプリング８０の一端側は、バーナ本体１０から左右両側に張り出すブラケット５５に取り付けられ、各ガススプリング８０の他端側は、フレーム５０に取り付けられている。なお、バーナ本体１０から左右両側に張り出すブラケット５５は、保持機構２０とバーナヘッドの中間の位置に設けられており、ガススプリング８０は、バーナ本体１０の保持機構２０とバーナヘッドの中間の位置をフレーム５０に支持している。火葬用バーナ装置１は、ガススプリング８０を備えることにより、サーボモータ６０がバーナ本体１０を上下方向の回転移動する際に、サーボモータ６０の駆動を補助している。なお、ダンパーはガススプリングの他に、コイルばね等を使用してもよい。

　バーナ本体１０は、サーボモータ６０の駆動力が伝達されることによって上下方向に回転移動するが、バーナ本体１０は重いため、サーボモータ６０の駆動力だけでは、バーナ本体１０を円滑に上下方向に回転移動させることが困難である。ガススプリング８０は、バーナ本体１０をフレーム５０に対して支持することにより、バーナ本体１０の保持機構２０とバーナヘッドの中間の位置を常に上側に向けて付勢している。そのため、バーナ本体１０の先端側を上側に向けるときには、バーナ本体１０は、サーボモータ６０の駆動力とガススプリング８０が押し上げる力との相互作用によって迅速に移動する。

　こうした上下駆動手段によれば、火葬用バーナ装置１は、図８に示すように、保持機構２０を中心にして、バーナ本体１０を上下方向に所定の範囲で回転移動させることができる。なお、図８は、バーナ本体１０がその軸方向の前方にスライド移動された状態でバーナ本体１０を上下方向に回転移動した状態と、バーナ本体１０がその軸方向の後方にスライド移動された状態でバーナ本体１０を上下方向に回転移動した状態とを一緒に示している。バーナ本体１０の先端は、主燃炉の内部に搬入された棺桶１５０，１５１の上部と下部とにバーナ本体１０から放射される火炎が届く範囲を移動することができるように回転移動される。なお、棺桶１５０，１５１には、図８に示すように、通常の大きさの棺桶１５１と、棺桶１５１よりもやや大きく形成された棺桶１５０とがある。当該火葬用バーナ装置１は、やや大きく形成された棺桶１５０の上部及び下部に火炎が届く範囲まで移動可能に構成されている。

（左右駆動手段）
　左右駆動手段は、サーボモータ７０とサーボモータ７０の駆動力をバーナ本体１０に伝達させるリンク機構７５とから構成されている。サーボモータ７０は、保持機構２０の上側に取り付けられたブラケット５２に固定されている。リンク機構７５は、３本のリンク７６，７７，７８により構成されており、サーボモータ７０とバーナ本体１０とを連結している（図９参照）。リンク７６の一端は、サーボモータ７０の回転軸に接続されており、サーボモータ７０の回転に伴ってサーボモータ７０の回転軸を中心にして回転するように構成されている。リンク７８の一端は、バーナ本体１０の上側に設けられた軸に取り付けられている。リンク７６の他端とリンク７８の他端は、もう１つのリンク７７によって連結されている。なお、３つリンク７６，７７，７８は、ピンによって相互に回転可能に接続されている。こうしたリンク機構７５は、その周囲が安全カバー１０３によって覆われている。

　この左右駆動手段は、図９に示すように、サーボモータ７０の回転を、リンク機構７５を介してバーナ本体１０に伝達することによって、保持機構２０を中心にしてバーナ本体１０を左右方向に回転移動させている。なお、図９は、バーナ本体１０がその軸方向の前方にスライド移動された状態でバーナ本体１０を左右方向に回転移動した状態と、バーナ本体１０がその軸方向の後方にスライド移動された状態でバーナ本体１０を左右方向に回転移動した状態とを一緒に示している。バーナ本体１０は、バーナ本体１０から放射された火炎が棺桶１５０，１５１の左右両側に届く範囲を移動することができるように構成されている。なお、上述したように、棺桶は、通常の大きさの棺桶１５１と、棺桶１５１よりもやや大きく形成された棺桶１５０がある。当該火葬用バーナ装置１は、棺桶１５０の左右両端まで火炎が届くようにバーナ本体１０を移動させることができるように構成されている。

　この火葬用バーナ装置１は、スライド駆動手段、上下駆動手段及び左右駆動手段がそれぞれ独立して設けられているので、バーナ本体１０の軸方向への移動、上下方向の回転移動及び左右方向の回転移動をそれぞれ独立して行わせることができる。そのため、スライド駆動手段、上下駆動手段及び左右駆動手段の中から選択された駆動手段を同時に駆動させることにより、バーナ本体１０の先端を所望の位置に迅速に移動させることができる。そのため、火葬の対象である棺桶の温度が低い部位や未燃焼の部分にバーナ本体１０の先端部を迅速に移動させ、棺桶の温度が低い部位や未燃焼の部分に向けてバーナ本体１０から火炎を放射させることができる。

　さらに、この火葬用バーナ装置１は、スライド駆動手段、上下駆動手段及び左右駆動手段に、各サーボモータ４０，６０，７０の回転量を検知するエンコーダ１４０，１６０，１７０をそれぞれ備えている（図１０参照）。スライド駆動手段に設けられたエンコーダ１４０は、サーボモータ４０の回転量を検知することによって、バーナ本体１０がその軸方向に移動した位置を検知する位置検知手段として機能する。上下駆動手段に設けられたエンコーダ１６０は、サーボモータ６０の回転量を検知することによって、バーナ本体１０の上下方向の回転角度を検知する角度検知手段として機能する。そして、左右駆動手段に設けられたエンコーダ１７０は、サーボモータ７０の回転量を検知することによって、バーナ本体１０の左右方向の回転角度を検知する角度検知手段として機能する。

［火葬用バーナ装置の制御システム］
　次に火葬用バーナ装置１を制御する火葬用バーナ装置１の制御システムの概要を説明する。

　図１０は、火葬用バーナ装置１を制御するシステムの概要を示すブロック図である。この制御システムは、制御部１２０と、火葬用バーナ装置１の作業手順等を入力するための入力部１２１と、遺体や遺体が収容された棺桶などの被燃焼体の温度を検知する温度センサ１２３と、温度センサ１２３により検知された温度分布等を表示する表示部１２２とを備えている。また、この制御システムは、制御部１２０と、スライド駆動手段、上下駆動手段及び左右駆動手段がそれぞれ備えているサーボモータ４０，６０，７０とが接続されており、サーボモータ４０，６０，７０の駆動制御を行っている。この火葬用バーナ装置１は、スライド駆動手段、上下駆動手段及び左右駆動手段に、各サーボモータ４０，６０，７０の回転量を検知するエンコーダ１４０，１６０，１７０をそれぞれ備えている。火葬用バーナ装置１は、エンコーダ１４０，１６０，１７０からの信号に基づいてバーナ本体１０の軸方向の位置、上下方向の回転角度及び左右方向の回転角度等のバーナ本体１０の状態に関する情報を記憶する記憶部１２４をさらに備えている。

　温度センサ１２３としては、例えば、被燃焼体の温度分布を測定することができるように赤外線カメラが使用される。また、エンコーダ１４０，１６０，１７０としては、例えば、アブソリュート方式のエンコーダが使用される。この制御システムは、温度センサ１２３が火葬の対象である棺桶１５１および遺体全体の温度を検知し、その温度分布を表示部１２２に表示する。制御部１２０は、検知された温度から温度の低い部分に火炎が放射されるように、スライド駆動手段、上下駆動手段及び左右駆動手段が備える各サーボモータ４０，６０，７０に制御信号を出し、各サーボモータ４０，６０，７０を駆動させる。この際、スライド駆動手段、上下駆動手段及び左右駆動手段にそれぞれ設けられたエンコーダ１４０，１６０，１７０からの信号に基づいて、バーナ本体１０の軸方向の位置、バーナ本体１０の上下方向の回転角度及びバーナ本体１０の左右方向の回転角度を算出しながら各サーボモータ４０，６０，７０を駆動させる。

　この制御システムは、こうした制御を行うことによって、スライド駆動手段、上下駆動手段及び左右駆動手段がバーナ本体１０を移動させ、バーナ本体１０から温度の低い部分に向けて火炎が放射されるように火葬用バーナ装置１の動作を制御する。ただし、バーナ本体１０の移動は、作業者が表示部１２２に表示された温度分布を見て、作業者が入力部１２１から所定の命令を入力することによって、スライド駆動手段、上下駆動手段及び左右駆動手段が備える各サーボモータ４０，６０，７０に制御信号を出し、各サーボモータ４０，６０，７０を駆動させるようにすることもできる。

　具体的に説明すると、入力部１２１にタッチパネル式の制御パネル（図示せず）を設け、この制御パネルに水平方向にｍ本、垂直方向にｎ本の格子線を表示するように構成する。水平方向の格子線は、主燃炉２００の平面図におけるＸ方向の位置を表し、垂直方向の格子線は、主燃炉２００の平面図におけるＹ方向の位置を表わす。ここでＸ方向及びＹ方向は主燃炉２００の外壁（図示せず）にそれぞれ沿った方向とするが、必ずしもこのように限定する必要はない。

　さらに、上記の格子領域の周辺に、ｐステップからなるストライプを表示させる。ここで各ステップは、バーナ本体１０の軸方向（Ｚ方向）におけるバーナ本体１０の先端部の位置を表す。作業者はｍ×ｎ個の格子点から指などをタッチパネルに触れることにより一つの格子点を選択し、同様な方法で、ｐステップから一つのステップを選択する。そして制御部１２０を用いて、火葬用バーナ装置１の動作を開始する。制御部１２０は、スライド駆動手段、上下駆動手段、及び左右駆動手段を同時並行的に又は直列的に順次駆動し、作業者が指定したＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向位置にバーナ本体１０の先端部を移動させるように制御する。

　すなわち制御部１２０は、記憶部１２４に格納されたバーナ本体１０の軸方向の位置、上下方向の回転角度、及び左右方向の回転角度の情報を参照してバーナ本体１０の先端部における位置（ｘ，ｙ，ｚ）を算出し、この位置（ｘ，ｙ，ｚ）とタッチパネルから入力された位置情報（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）とが一致するようにスライド駆動手段、上下駆動手段及び左右駆動手段をそれぞれ制御する。

　上述したように、バーナ本体１０を作業者がレバーにより手動操作するのではなく、軽く指などでタッチパネルに触れることにより、バーナ本体１０の先端部を主燃炉２００の任意の位置に移動することが出来るので、バーナ本体１０の操作性が各段に向上する。またタッチパネルを集中制御室などに設けることにより、作業者が複数のバーナ本体１０を同時に制御することが可能となり、火葬用バーナ装置１の運転効率を向上することが可能である。

　なお上記において、バーナ本体１０の先端部における位置（ｘ，ｙ，ｚ）を指定するのに、タッチパネル式の制御パネル上に、ｘ座標とｙ座標を示す各格子と、ｐステップからなるストライプを表示させるとして説明したが、各位置の座標を数値入力するようにしても良く、またタッチパネル式の代わりにマウスなどでバーナ本体１０の先端部における位置を指定するようにしても良い。さらに、ｐステップからなるストライプをスライド式にして、一つの長方形の中の線を上下又は左右に移動させることにより、バーナ本体１０の先端部におけるｚ座標を指定するようにしても良い。

　この火葬用バーナ装置１は、上述したエンコーダ１４０，１６０，１７０を使用することによって、各サーボモータ４０，６０，７０の回転量を検知すると共に、その回転量を記憶部１２４に記憶させることによって、バーナ本体１０の状態を検知すると共に、検知した状態を記憶させている。こうした構成は、例えば停電等により一時的に火葬が一時的に中断した場合や火葬用バーナ装置１が故障して火葬が一時的に中断した場合でも、バーナ本体１０の状態が記憶部１２４に記憶されているので、その後に、バーナ本体１０の状態を中断前の状態に移動させて、続きの作業を行うことができるようになっている。

　なお上記において、火葬作業が停電などにより一時停止した場合の再開作業として、バーナ本体１０の状態を中断前の状態に移動させるとして説明したが、再開時にバーナ本体１０を初期状態の位置に移動し、最初から火葬のシーケンスを自動、または半自動、若しくは手動の各操作方法により繰り返すように構成しても良い。このような作業シーケンスでは、作業中断までの作業シーケンスを繰り返すことになるため作業時間は余分にかかるが、異常状態に至る作業に関係無く、正常な作業シーケンスが完全に行われるため、安全かつ確実に火葬を実行することができる。

　なお、この制御システムは、上記の温度センサ１２３の他に主燃炉２００にも図示しない温度センサを備えている。この温度センサは、主燃炉２００内部の温度を測定しており、制御部１２０は、この温度センサが検知した温度に基づいて、主燃炉２００内の温度が高くなったときにバーナ本体１０から放射される火炎を弱め、温度が低くなったときに火炎を強めるように制御する。また、上記温度が高温設定温度（例えば、１０００℃）に達すると、バーナ本体１０から放射する火炎を自動停止して、上記温度が高温設定温度以上に上昇しないように制御し、上記温度が低温設定温度（例えば、９５０℃）に達すると、上記温度が低温設定温度以下に低下しないように、バーナ本体１０から再び火炎を放射するように自動制御を行う。

　また、主燃炉２００には、図示しない酸素濃度センサが設けられている。制御部１２０は、酸素濃度センサからの信号に基づいて、主燃炉２００に供給される３次空気の量を増減させたり、バーナ本体１０から放射される火炎の強さを調整したりする。次に表１を参照して具体的に説明する。表１に示すように、本発明による火葬システム（図１）において、火葬は期間Ｔ１～Ｔ５により順次行われる。各期間の酸素濃度（Ｏ_２濃度）は、それぞれｎ１～ｎ４に設定され、主燃炉２００の酸素濃度は設定された酸素濃度となるように、常時、酸素濃度センサからの信号を参照して制御される。ここで各酸素濃度は、ｎ１＞ｎ２＞ｎ３＞ｎ４の関係にあり、初期段階では棺桶が効率的に燃焼するように酸素濃度を高くし、期間Ｔ２→Ｔ３→Ｔ４の順に酸素濃度が小さくなるように制御する。

　また、主燃炉２００の酸素濃度が設定値（２～５％）以下となると、主燃炉２００内で不完全燃焼に伴う黒煙を発生する恐れがあり、この為、酸素濃度センサからの信号を常時モニタし、酸素濃度が設定値よりも下回った場合は酸素濃度の低下を報知するアラームを出力するとともに、２次および３次空気の流量を制御するダンパを全開とする。

（バーナ本体の衝突防止対策）
　本発明の火葬バーナ装置１は、自動運転、半自動運転、手動運転のいずれも可能なように構成され、かつ、前述したようにスライド駆動手段によりバーナ本体１０をその軸方向に沿ってスライドすることが可能なように構成されており、この為複雑なシステム構成となっている。従って何らかのトラブルにより、棺桶などとバーナ本体１０とが衝突しないように制御することが必要である。

　具体的に説明すると、バーナ本体１０が前方（主燃炉側）にスライドした状態で棺桶が主燃炉２００に搬入されると、棺桶がバーナ本体１０に衝突する恐れがある。この為、制御部１２０は、棺桶を主燃炉に搬入する際の搬入信号を検知し、このタイミングにおけるバーナ本体１０の位置情報を記憶部１２４から読み出し、バーナ本体１０が前方にスライドしていると判断した場合は、異常状態である旨のアラームを出力し棺桶の主燃炉２００への搬入を停止し、バーナ本体１０を後退させて火葬炉２００の初期状態に設定する。

　上記の制御を行うことにより、棺桶がバーナ本体１０に衝突するという不具合を解消することが出来る。なお上記の説明において、棺桶が主燃炉２００に搬入される場合について説明したが、この状況に限らず、制御部１２０は常時、棺桶又は遺体などの被燃焼体とバーナ本体１０の先端部との距離を算出し、この距離が所定値よりも小さくなった場合にアラームを出力するとともに、バーナ本体１０が被燃焼体により接近しないように制御してもよい。

　以上に説明した火葬用バーナ装置１及びその制御システムは、図１１に示す手順によって遺体が収容された棺桶等を主燃炉２００で燃焼させる。

　火葬方法は大きく４つの段階に分けられ、初期段階、中期段階、後期段階、終了段階の順に進み、火葬開始から収骨まで約１時間を要する。初期段階（燃焼開始～約１０分）では、火葬用バーナ装置１の火炎を最大にして着火を促進するとともに、主燃炉２００の壁面２０１から供給される２次空気、３次空気を多めに供給し主として棺を燃焼させる。このような燃焼方法により、棺桶は遺体の場合に比して急激に燃焼する。このため、排ガスの温度は急上昇し、また大量の排ガスが一時的に発生する。

　次に中期段階では燃焼する対象が棺桶１５１から遺体及び副葬品になり、遺体の脂肪の多寡により燃焼の仕方および排ガス流量が大きく変化する。脂肪の多い遺体の場合は激しく燃焼するので、火葬用バーナ装置１の火炎の大きさを極力小さくし、主燃炉２００の壁面２０１からの２次空気、３次空気を最大にして供給し自燃による燃焼が暴走しないように制御する。このような燃焼方法により、排ガス流量は最大化する。一方、脂肪が少ない遺体の場合は脂肪の多い遺体の場合に比して燃焼が弱く、排ガス流量は脂肪の多い遺体を燃焼した場合と比して、およそ半分以下となることが経験上わかっている。

　次に後期段階では遺骨周りに残っている部分遺体を燃焼させるが、火葬用バーナ装置１の火炎が強すぎると遺骨が砕けて収骨することが困難となるので、火炎と主燃炉２００の壁面からの２次空気と３次空気の供給をともに絞るように制御する。このような燃焼方法により、排ガス流量はピーク時の約１／２～１／３に低減する。

　次に終了段階では、主燃炉２００を空気冷却し骨受皿（図示せず）上の遺骨を前室、さらにお別れ台２４０に引き出し収骨が行われる。このとき排ガス流量は０レベルまで低下する。

　本発明の火葬用バーナ装置１は、こうした火葬の過程で、遺体等が収容された棺桶１５１や遺体などの被燃焼体の温度の低い部分や未燃焼の部分にバーナ本体１０の先端を移動させ、温度の低い部分や未燃焼の部分に火炎を確実に放射させる。その結果、火葬を迅速かつ確実に行う。

　本発明による火葬用バーナ装置１の運転方法として、自動運転、半自動運転、作業者によるマニュアル運転の３つの運転方法を選択することが可能であるが、火葬の段階に応じて、これらの運転方法を適宜用いても良い。例えば、初期段階と中期段階においては、棺桶の種類や遺体に応じて好適の燃焼方法は異なるが、作業者の経験とスキルを生かしてこの段階ではマニュアル運転を行い、後期段階と終了段階では棺桶の種類や遺体により好適の燃焼方法はあまり変化しないので、自動運転でも十分対応可能である。

　火葬の全行程を全自動で行うのではなく、作業者の経験とスキルとを適宜生かして火葬の工程の一部を手動運転により行うことにより、遺体の尊厳性に対して最大限の配慮を払いながら、火葬を執り行うことが出来る。

１　火葬用バーナ装置
１０　バーナ本体
１２　燃焼部
１３　バーナヘッド
１５　エア流入部
１６　パージエアの流入部
１７　ガス流入部
２０　保持機構
２１　第１保持部
２２　第２保持部
３１　第１シール
３２　第２シール
３３　第３シール
４０，６０，７０　サーボモータ
４１　ポースリエのリンク機構
４２，４３，４４，４５　リンク
４６　リンク機構
４７，４８　リンク
５０　フレーム
５１　ホルダ
５２，５３，５５　ブラケット
６１　ブラケット
６５　リンク機構
６６，６７　リンク
７５　リンク機構
７６，７７，７８　リンク
８０　ガススプリング（ダンパー）
１０１，１０２，１０３　安全カバー
１５０，１５１　棺桶
２００　主燃炉（火葬炉）
２０１　壁面

Claims

　火葬炉の壁面からこの火葬炉の内部に先端側が挿入されるバーナ本体と、
　前記火葬炉の壁面に取り付けられ、前記バーナ本体を保持する保持機構と、を備え、
　前記保持機構は、この保持機構を中心にして前記バーナ本体を上下方向及び左右方向に回転可能に保持すると共に、このバーナ本体が延びる軸方向に前記バーナ本体をスライド可能に保持しており、
　前記バーナ本体を、前記保持機構を中心にして上下方向に回転移動させる上下駆動手段と、前記保持機構を中心にして左右方向に回転移動させる左右駆動手段と、前記軸方向に移動させるスライド駆動手段と、を備えたことを特徴とする火葬用バーナ装置。
　前記保持機構は、前記バーナ本体を前記軸方向にスライド可能に保持する第１保持部と、この第１保持部を上下方向に回転可能に保持すると共に、当該保持機構の内部で左右方向に回転可能に構成された第２保持部とから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の火葬用バーナ装置。
　前記保持機構は、前記バーナ本体の先端側にシール部を備え、
　このシール部は、前記バーナ本体が上下方向に回転移動することに伴って摺動する前記第１保持部の摺動面をシールする第１シールと、前記バーナ本体が左右方向に回転移動することに伴って摺動する前記第２保持部の摺動面をシールする第２シールと、前記バーナ本体の外周面と前記第１保持部との間をシールする第３シールとを備えていることを特徴とする請求項２に記載の火葬用バーナ装置。
　前記バーナ本体の外周面は凹凸のない滑らかな鏡面に形成されるとともに、前記第３シールはワイヤーブラシクリーナにより形成されたことを特徴とする請求項３に記載の火葬用バーナ装置。
　前記上下駆動手段、前記左右駆動手段及び前記スライド駆動手段は、サーボモータと、このサーボモータと前記バーナ本体とを直接的又は間接的に連結するリンク機構をそれぞれ備え、前記スライド駆動手段が備える前記リンク機構は、前記サーボモータの回転運動を前記バーナ本体の前記軸方向への往復直線運動に変換するポースリエのリンク機構であることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の火葬用バーナ装置。
　前記バーナ本体には、このバーナ本体を前記軸方向にスライド可能に保持するフレームと、このバーナ本体に固定されたホルダとが、設けられ、
　前記スライド駆動手段の前記サーボモータが前記フレームに取り付けられ、前記ポースリエのリンク機構が、前記サーボモータと前記ホルダとを連結していることを特徴とする請求項５に記載の火葬用バーナ装置。
　前記バーナ本体を前記フレームに対して支持することによって、前記バーナ本体の上下方向の回転移動を補助するダンパーを備えていることを特徴とする請求項６に記載の火葬用バーナ装置。
　前記上下駆動手段及び前記左右駆動手段は、前記バーナ本体が向けられている角度を検知する角度検知手段と、この角度検知手段によって検知された角度を記憶する角度記憶手段とを備えていると共に、
　前記スライド駆動手段は、前記バーナ本体の前記軸方向の位置を検知する位置検知手段と、この位置検知手段によって検知された位置を記憶する位置記憶手段とを備えていることを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の火葬用バーナ装置。
　パネル上の表面を指などを用いてタッチする方法、マウスを用いてパネル上の位置を指定する方法、キーボードなどにより数値を入力する方法の少なくともいずれかの方法を用いて前記バーナ本体の先端部の位置座標を指定し、前記角度と前記軸方向の位置とを参照して算出した前記バーナ本体の先端部の位置座標が、指定された前記位置座標に一致するように、前記上下駆動手段及び前記左右駆動手段並びに前記スライド駆動手段を制御することを特徴とする請求項８に記載の火葬用バーナ装置。
　棺桶を主燃炉に搬入する際の搬入信号を検知し、検知したタイミングにおける前記角度と前記軸方向の位置とを参照して算出した前記バーナ本体の先端部の位置座標が前方にスライドしていると判断された場合は、前記バーナ本体を後退させることを特徴とする請求項９に記載の火葬用バーナ装置。
　火葬の初期段階では、前記火葬用バーナが手動で操作され、火葬の後期段階では前記火葬用バーナが自動で操作されることを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載の火葬用バーナ装置。