特開 2024-21220 ごみの性状判定方法、ごみの性状判定装置、ごみ焼却炉の搬送制御方法及びごみ焼却炉の搬送制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024021220

(43)【公開日】2024-02-16

(54)【発明の名称】ごみの性状判定方法、ごみの性状判定装置、ごみ焼却炉の搬送制御方法及びごみ焼却炉の搬送制御装置

(51)【国際特許分類】

   F23G 5/50 20060101AFI20240208BHJP

   G01B 11/00 20060101ALI20240208BHJP

【ＦＩ】

F23G5/50 L

F23G5/50 G ZAB

F23G5/50 C

G01B11/00 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022123911

(22)【出願日】2022-08-03

(71)【出願人】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】100107478

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 薫

(71)【出願人】

【識別番号】399035766

【氏名又は名称】エヌ・ティ・ティ・コミュニケーションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107478

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 薫

(74)【代理人】

【識別番号】100117972

【弁理士】

【氏名又は名称】河崎 眞一

(72)【発明者】

【氏名】北村 真一

(72)【発明者】

【氏名】林 祐一

(72)【発明者】

【氏名】廣澤 慶文

(72)【発明者】

【氏名】西村 和基

(72)【発明者】

【氏名】島田 健一郎

(72)【発明者】

【氏名】丹野 良介

【テーマコード（参考）】

2F065

3K062

【Ｆターム（参考）】

2F065AA30

2F065AA58

2F065BB15

2F065FF04

2F065JJ19

2F065JJ26

2F065QQ04

2F065QQ08

2F065QQ24

2F065QQ25

2F065QQ26

2F065QQ31

2F065SS01

3K062AA01

3K062AB01

3K062AC01

3K062CA08

3K062DA16

3K062DA38

3K062DB03

(57)【要約】

【課題】極力監視員の労力を低減させ、自動運転制御の継続が可能となるごみの性状判定方法を提供する。
【解決手段】ごみ焼却炉に備えたストーカ機構の上面で焼却されるごみの性状判定方法であって、撮像装置を用いて前記ストーカ機構の下流側からごみの燃焼状態を撮像する撮像処理と、前記撮像処理で得た画像を所定の二値化閾値で二値化して単一または複数の閉領域で構成される火炎領域を抽出する火炎領域抽出処理と、前記火炎領域の面積と前記火炎領域の輪郭を凸包処理して得た凸包火炎領域の面積を算出する面積算出処理と、前記火炎領域の面積に対する前記凸包火炎領域の面積の相対値に基づいて、前記ストーカ機構の上面にごみの塊状物が有るか無いかを判定する塊状物判定処理と、を経時的に繰返し実行する。
【選択図】図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ごみ焼却炉に備えたストーカ機構の上面で焼却されるごみの性状判定方法であって、
撮像装置を用いて前記ストーカ機構の下流側からごみの燃焼状態を撮像する撮像処理と、
前記撮像処理で得た画像を所定の二値化閾値で二値化して単一または複数の閉領域で構成される火炎領域を抽出する火炎領域抽出処理と、
前記火炎領域の面積と前記火炎領域の輪郭を凸包処理して得た凸包火炎領域の面積を算出する面積算出処理と、
前記火炎領域の面積に対する前記凸包火炎領域の面積の相対値に基づいて、前記ストーカ機構の上面にごみの塊状物が有るか無いかを判定する塊状物判定処理と、
を経時的に繰返し実行するごみの性状判定方法。

【請求項2】

前記塊状物判定処理は、前記相対値が経時的に減少する場合に、当該塊状物が可燃性の塊状物であると判定する請求項１記載のごみの性状判定方法。

【請求項3】

前記塊状物判定処理は、前記相対値が経時的に減少しない場合に、当該塊状物が不燃性の塊状物であると判定する請求項１または２記載のごみの性状判定方法。

【請求項4】

ごみ焼却炉に備えたストーカ機構の上面で焼却されるごみの性状判定装置であって、
撮像装置を用いて前記ストーカ機構の下流側からごみの燃焼状態を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置で撮像した画像を所定の二値化閾値で二値化して単一または複数の閉領域で構成される火炎領域を抽出する火炎領域抽出処理部と、
前記火炎領域の面積と前記火炎領域の輪郭を凸包処理して得た凸包火炎領域の面積を算出する面積算出処理部と、
前記火炎領域の面積に対する前記凸包火炎領域の面積の相対値に基づいて、前記ストーカ機構の上面にごみの塊状物が有るか無いかを判定する塊状物判定処理部と、
を備えているごみの性状判定装置。

【請求項5】

前記塊状物判定処理部は、前記相対値が経時的に減少する場合に、当該塊状物が可燃性の塊状物であると判定する請求項４記載のごみの性状判定装置。

【請求項6】

前記塊状物判定処理部は、前記相対値が経時的に減少しない場合に、当該塊状物が不燃性の塊状物であると判定する請求項４または５記載のごみの性状判定装置。

【請求項7】

ストーカ機構の上面で焼却されるごみを搬送制御するごみ焼却炉の搬送制御方法であって、
予め設定された指標に基づいて前記ストーカ機構の搬送速度を制御する搬送制御処理と、
撮像装置を用いて前記ストーカ機構の下流側からごみの燃焼状態を撮像する撮像処理と、
前記撮像処理で得た画像を所定の二値化閾値で二値化して単一または複数の閉領域で構成される火炎領域を抽出する火炎領域抽出処理と、
前記火炎領域の面積と前記火炎領域の輪郭を凸包処理して得た凸包火炎領域の面積を算出する面積算出処理と、
前記火炎領域の面積に対する前記凸包火炎領域の面積の相対値に基づいて、前記ストーカ機構の上面にごみの塊状物が有るか無いかを判定する塊状物判定処理と、
を経時的に繰返し実行し、
前記塊状物判定処理でごみの塊状物が有ると判定された場合に、前記搬送制御処理は、前記指標に基づく前記ストーカ機構の搬送速度を補正処理するように構成されているごみ焼却炉の搬送制御方法。

【請求項8】

前記塊状物判定処理は、前記相対値が時間経過とともに減少する場合に、当該塊状物が可燃性の塊状物であると判定するように構成され、
前記塊状物判定処理で可燃性のごみの塊状物が有ると判定された場合に、前記搬送制御処理は、前記指標に基づく前記ストーカ機構の搬送速度を減速補正するように構成されている請求項７記載のごみ焼却炉の搬送制御方法。

【請求項9】

前記塊状物判定処理は、前記相対値が時間経過とともに減少しない場合に、当該塊状物が不燃性の塊状物であると判定するように構成され、
前記塊状物判定処理で不燃性のごみの塊状物が有ると判定された場合に、前記搬送制御処理は、前記指標に基づく前記ストーカ機構の搬送速度を増速補正するように構成されている請求項７または８記載のごみ焼却炉の搬送制御方法。

【請求項10】

前記ごみ焼却炉は、前記ストーカ機構で焼却されるごみの燃焼熱で蒸気を生成するボイラを備えており、前記搬送制御処理は、前記ボイラで生成される蒸気量を前記指標として前記ストーカ機構の搬送速度を制御する請求項７から９の何れかに記載のごみ焼却炉の搬送制御方法。

【請求項11】

前記ごみ焼却炉は、前記ストーカ機構で焼却されるごみの層厚を算出する層厚算出部を備えており、前記搬送制御処理は、前記層厚算出部で算出されるごみの層厚を前記指標として前記ストーカ機構の搬送速度を制御する請求項７から９の何れかに記載のごみ焼却炉の搬送制御方法。

【請求項12】

ストーカ機構の上面で焼却されるごみを搬送制御するごみ焼却炉の搬送制御装置であって、
予め設定された指標に基づいて前記ストーカ機構の搬送速度を制御する搬送制御処理部と、
前記ストーカ機構の下流側からごみの燃焼状態を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置で得た画像を所定の二値化閾値で二値化して単一または複数の閉領域で構成される火炎領域を抽出する火炎領域抽出処理部と、
前記火炎領域の面積と前記火炎領域の輪郭を凸包処理して得た凸包火炎領域の面積を算出する面積算出処理部と、
前記火炎領域の面積に対する前記凸包火炎領域の面積の相対値に基づいて、前記ストーカ機構の上面にごみの塊状物が有るか無いかを判定する塊状物判定処理部と、
を備え、
前記塊状物判定処理部でごみの塊状物が有ると判定された場合に、前記搬送制御処理部は、前記指標に基づく前記ストーカ機構の搬送速度を補正処理するように構成されているごみ焼却炉の搬送制御装置。

【請求項13】

前記塊状物判定処理部は、前記相対値が時間経過とともに減少する場合に、当該塊状物が可燃性の塊状物であると判定するように構成され、
前記塊状物判定処理部で可燃性のごみの塊状物が有ると判定された場合に、前記搬送制御処理部は、前記指標に基づく前記ストーカ機構の搬送速度を減速補正するように構成されている請求項１２記載のごみ焼却炉の搬送制御装置。

【請求項14】

前記塊状物判定処理部は、前記相対値が時間経過とともに減少しない場合に、当該塊状物が不燃性の塊状物であると判定するように構成され、
前記塊状物判定処理部で不燃性のごみの塊状物が有ると判定された場合に、前記搬送制御処理部は、前記指標に基づく前記ストーカ機構の搬送速度を増速補正するように構成されている請求項１２または１３記載のごみ焼却炉の搬送制御装置。

【請求項15】

前記ごみ焼却炉は、前記ストーカ機構で焼却されるごみの燃焼熱で蒸気を生成するボイラを備えており、前記搬送制御処理部は、前記ボイラで生成される蒸気量を前記指標として前記ストーカ機構の搬送速度を制御する請求項１２から１４の何れかに記載のごみ焼却炉の搬送制御装置。

【請求項16】

前記ごみ焼却炉は、前記ストーカ機構で焼却されるごみの層厚を算出する層厚算出部を備えており、前記搬送制御処理部は、前記層厚算出部で算出されるごみの層厚を前記指標として前記ストーカ機構の搬送速度を制御する請求項１２から１４の何れかに記載のごみ焼却炉の搬送制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ごみの性状判定方法、ごみの性状判定装置、ごみ焼却炉の搬送制御方法及びごみ焼却炉の搬送制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ストーカ機構の上面で焼却されるごみに大型不燃物が混入しているか否かを判定するごみ焼却炉の大型不燃物判定方法が開示されている。

【0003】

当該大型不燃物判定方法は、撮像装置を用いてストーカ機構の下流側からごみの燃焼状態を撮像して、得られた画像から抽出した火炎領域を所定の検出対象不燃物の幅より狭い領域幅で炉幅方向に領域分割し、領域分割した火炎領域の各終端位置の距離が所定の閾値より大きい場合に大型不燃物が存在すると判定するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００１－１９３９１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、領域分割した火炎領域の各終端位置の距離が所定の閾値より大きい場合に一律に大型不燃物が存在すると判定していたため、炉に投入されたごみに含まれる塊状物が可燃性であるか否かを問わず、一律に対処するものであったため、適切な自動搬送制御が困難であるという問題があった。

【0006】

現状では撮像装置を用いて撮像され、モニターに表示される燃焼状態を示す画像をオペレータが目視して、画像中に疑わしい塊状物を発見すると、自動燃焼制御から手動燃焼制御に切替えて制御する必要がある。例えば、画像などに基づいて塊状物が可燃物だと判断すると、ごみの搬送速度を低下させて完全燃焼を促進し、塊状物が不燃物だと判断すると、ごみの搬送速度を上昇させて早期に排出するように制御する必要があった。

【0007】

そして、オペレータが画像中の塊状物に気付かない場合には、手動燃焼制御に切替えることができず、可燃物か不燃物の何れであるかの判断を誤る場合には、手動燃焼制御に切替えても適切な制御を行なえず、燃焼状態が悪化してしまう虞があった。例えば、塊状物が不燃物であると誤判断すると、可燃物を未燃状態で下流から排出し、塊状物が可燃物であると誤判断すると、不燃物が滞留して燃焼状態が悪化して蒸気量が低下するような不都合な事態が生じる虞があった。

【0008】

本発明の目的は、上述した従来技術に鑑み、オペレータの労力を極力低減させ、塊状物が可燃性または不燃性の何れであるかを適切に自動判定することで、自動運転制御の継続が可能となるごみの性状判定方法、ごみの性状判定装置、ごみ焼却炉の搬送制御方法及びごみ焼却炉の搬送制御装置を提供する点にある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上述の目的を達成するため、本発明によるごみの性状判定方法の第一の特徴構成は、ごみ焼却炉に備えたストーカ機構の上面で焼却されるごみの性状判定方法であって、撮像装置を用いて前記ストーカ機構の下流側からごみの燃焼状態を撮像する撮像処理と、前記撮像処理で得た画像を所定の二値化閾値で二値化して単一または複数の閉領域で構成される火炎領域を抽出する火炎領域抽出処理と、前記火炎領域の面積と前記火炎領域の輪郭を凸包処理して得た凸包火炎領域の面積を算出する面積算出処理と、前記火炎領域の面積に対する前記凸包火炎領域の面積の相対値に基づいて、前記ストーカ機構の上面にごみの塊状物が有るか無いかを判定する塊状物判定処理と、を経時的に繰返し実行する点にある。

【0010】

撮像処理で撮像された画像に対して、火炎領域抽出処理が実行されて単一または複数の閉領域で構成される火炎領域が抽出され、さらに面積算出処理が実行されて火炎領域の面積が算出されるとともに、火炎領域の輪郭を凸包処理した凸包火炎領域の面積が算出される。ストーカ機構の上面にごみの塊状物が存在する場合、撮像処理で撮像された画像に含まれる火炎領域の一部が塊状物で遮られるため、二値化された火炎領域の面積が狭くなる傾向がある。そのような場合でも、火炎領域の輪郭を凸包処理することにより、本来撮像されるべき火炎領域に近い火炎領域が得られるようになる。塊状物判定処理では、火炎領域の面積に対する凸包火炎領域の面積の相対値に基づいて、ストーカ機構の上面にごみの塊状物が有るか無いかを判定する。例えば、相対値が予め設定した閾値より大きければ塊状物が有ると判定することができる。「面積の相対値」として例えば差分値や比率を採用することができる。

【0011】

同第二の特徴構成は、上述した第一の特徴構成に加えて、前記塊状物判定処理は、前記相対値が経時的に減少する場合に、当該塊状物が可燃性の塊状物であると判定する点にある。

【0012】

上述した撮像処理から塊状物判定処理が経時的に繰返し実行されることで、相対値が経時的に減少する傾向があれば、塊状物が可燃性の塊状物であると判定できる。

【0013】

同第三の特徴構成は、上述した第一または第二の特徴構成に加えて、前記塊状物判定処理は、前記相対値が経時的に減少しない場合に、当該塊状物が不燃性の塊状物であると判定する点にある。

【0014】

上述した撮像処理から塊状物判定処理が経時的に繰返し実行されることで、相対値が経時的に減少しない傾向があれば、塊状物が不燃性の塊状物であると判定できる。

【0015】

本発明によるごみの性状判定装置の第一の特徴構成は、ごみ焼却炉に備えたストーカ機構の上面で焼却されるごみの性状判定装置であって、撮像装置を用いて前記ストーカ機構の下流側からごみの燃焼状態を撮像する撮像装置と、前記撮像装置で撮像した画像を所定の二値化閾値で二値化して単一または複数の閉領域で構成される火炎領域を抽出する火炎領域抽出処理部と、前記火炎領域の面積と前記火炎領域の輪郭を凸包処理して得た凸包火炎領域の面積を算出する面積算出処理部と、前記火炎領域の面積に対する前記凸包火炎領域の面積の相対値に基づいて、前記ストーカ機構の上面にごみの塊状物が有るか無いかを判定する塊状物判定処理部と、を備えている点にある。

【0016】

同第二の特徴構成は、上述した第一の特徴構成に加えて、前記塊状物判定処理部は、前記相対値が経時的に減少する場合に、当該塊状物が可燃性の塊状物であると判定する点にある。

【0017】

同第三の特徴構成は、上述した第一または第二の特徴構成に加えて、前記塊状物判定処理部は、前記相対値が経時的に減少しない場合に、当該塊状物が不燃性の塊状物であると判定する点にある。

【0018】

本発明によるごみ焼却炉の搬送制御方法の第一の特徴構成は、
ストーカ機構の上面で焼却されるごみを搬送制御するごみ焼却炉の搬送制御方法であって、予め設定された指標に基づいて前記ストーカ機構の搬送速度を制御する搬送制御処理と、撮像装置を用いて前記ストーカ機構の下流側からごみの燃焼状態を撮像する撮像処理と、前記撮像処理で得た画像を所定の二値化閾値で二値化して単一または複数の閉領域で構成される火炎領域を抽出する火炎領域抽出処理と、前記火炎領域の面積と前記火炎領域の輪郭を凸包処理して得た凸包火炎領域の面積を算出する面積算出処理と、前記火炎領域の面積に対する前記凸包火炎領域の面積の相対値に基づいて、前記ストーカ機構の上面にごみの塊状物が有るか無いかを判定する塊状物判定処理と、を経時的に繰返し実行し、前記塊状物判定処理でごみの塊状物が有ると判定された場合に、前記搬送制御処理は、前記指標に基づく前記ストーカ機構の搬送速度を補正処理するように構成されている点にある。

【0019】

搬送制御処理により、予め設定された指標に基づいてストーカ機構の搬送速度が自動制御される。指標として例えばごみの燃切位置やボイラの発生蒸気量などを用いることができる。そして、述した撮像処理から塊状物判定処理を経時的に繰返し実行することで、ごみの塊状物が有ると判定されると、搬送制御処理は、指標に基づくストーカ機構の搬送速度を補正処理することで、塊状物に対応した搬送速度に補正する。

【0020】

同第二の特徴構成は、上述した第一の特徴構成に加えて、前記塊状物判定処理は、前記相対値が時間経過とともに減少する場合に、当該塊状物が可燃性の塊状物であると判定するように構成され、前記塊状物判定処理で可燃性のごみの塊状物が有ると判定された場合に、前記搬送制御処理は、前記指標に基づく前記ストーカ機構の搬送速度を減速補正するように構成されている点にある。

【0021】

ごみの塊状物が可燃性の塊状物であると判定されると、搬送制御処理は、指標に基づくストーカ機構の搬送速度を減速補正することで、塊状物の焼却処理を促す。

【0022】

同第三の特徴構成は、上述した第一または第二の特徴構成に加えて、前記塊状物判定処理は、前記相対値が時間経過とともに減少しない場合に、当該塊状物が不燃性の塊状物であると判定するように構成され、前記塊状物判定処理で不燃性のごみの塊状物が有ると判定された場合に、前記搬送制御処理は、前記指標に基づく前記ストーカ機構の搬送速度を増速補正するように構成されている点にある。

【0023】

ごみの塊状物が不燃性の塊状物であると判定されると、搬送制御処理は、指標に基づくストーカ機構の搬送速度を増速補正することで、塊状物の炉内からの排出処理を促す。

【0024】

同第三の特徴構成は、上述した第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記ごみ焼却炉は、前記ストーカ機構で焼却されるごみの燃焼熱で蒸気を生成するボイラを備えており、前記搬送制御処理は、前記ボイラで生成される蒸気量を前記指標として前記ストーカ機構の搬送速度を制御する点にある。

【0025】

ストーカ機構で焼却されるごみの燃焼熱で蒸気を生成するボイラを備えている場合には、ボイラで生成される蒸気量を指標にしてストーカ機構の搬送速度を制御するのが好ましい。

【0026】

同第四の特徴構成は、上述した第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記ごみ焼却炉は、前記ストーカ機構で焼却されるごみの層厚を算出する層厚算出部を備えており、前記搬送制御処理は、前記層厚算出部で算出されるごみの層厚を前記指標として前記ストーカ機構の搬送速度を制御する点にある。

【0027】

ストーカ機構で焼却されるごみの層厚を算出する層厚算出部を備えている場合には、ごみの層厚を指標としてストーカ機構の搬送速度を制御するのが好ましい。

【0028】

本発明によるごみ焼却炉の搬送制御装置の第一の特徴構成は、ストーカ機構の上面で焼却されるごみを搬送制御するごみ焼却炉の搬送制御装置であって、予め設定された指標に基づいて前記ストーカ機構の搬送速度を制御する搬送制御処理部と、前記ストーカ機構の下流側からごみの燃焼状態を撮像する撮像装置と、前記撮像装置で得た画像を所定の二値化閾値で二値化して単一または複数の閉領域で構成される火炎領域を抽出する火炎領域抽出処理部と、前記火炎領域の面積と前記火炎領域の輪郭を凸包処理して得た凸包火炎領域の面積を算出する面積算出処理部と、前記火炎領域の面積に対する前記凸包火炎領域の面積の相対値に基づいて、前記ストーカ機構の上面にごみの塊状物が有るか無いかを判定する塊状物判定処理部と、を備え、前記塊状物判定処理部でごみの塊状物が有ると判定された場合に、前記搬送制御処理部は、前記指標に基づく前記ストーカ機構の搬送速度を補正処理するように構成されている点にある。

【0029】

同第二の特徴構成は、上述した第一の特徴構成に加えて、前記塊状物判定処理部は、前記相対値が時間経過とともに減少する場合に、当該塊状物が可燃性の塊状物であると判定するように構成され、前記塊状物判定処理部で可燃性のごみの塊状物が有ると判定された場合に、前記搬送制御処理部は、前記指標に基づく前記ストーカ機構の搬送速度を減速補正するように構成されている点にある。

【0030】

同第三の特徴構成は、上述した第一または第二の特徴構成に加えて、前記塊状物判定処理部は、前記相対値が時間経過とともに減少しない場合に、当該塊状物が不燃性の塊状物であると判定するように構成され、前記塊状物判定処理部で不燃性のごみの塊状物が有ると判定された場合に、前記搬送制御処理部は、前記指標に基づく前記ストーカ機構の搬送速度を増速補正するように構成されている点にある。

【0031】

同第四の特徴構成は、上述した第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記ごみ焼却炉は、前記ストーカ機構で焼却されるごみの燃焼熱で蒸気を生成するボイラを備えており、前記搬送制御処理部は、前記ボイラで生成される蒸気量を前記指標として前記ストーカ機構の搬送速度を制御する点にある。

【0032】

同第五の特徴構成は、上述した第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記ごみ焼却炉は、前記ストーカ機構で焼却されるごみの層厚を算出する層厚算出部を備えており、前記搬送制御処理部は、前記層厚算出部で算出されるごみの層厚を前記指標として前記ストーカ機構の搬送速度を制御する点にある。

【発明の効果】

【0033】

以上説明した通り、本発明によれば、監視員の労力を極力低減させ、塊状物が可燃性または不燃性の何れであるかを適切に判定することで、自動運転制御の継続が可能となるごみの性状判定方法、ごみの性状判定装置、ごみ焼却炉の搬送制御方法及びごみ焼却炉の搬送制御装置を提供することができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】ストーカ式のごみ焼却炉の説明図である。

【図2】ストーカ式のごみ焼却炉の要部拡大図である。

【図3】（ａ）,（ｂ）は燃焼制御装置の機能ブロック構成図である。

【図4】（ａ）はストーカ上で燃焼するごみと撮像装置の相対位置を示す説明図、（ｂ）は撮像装置により撮像された燃焼火炎に基づく燃切位置推定の説明図である。

【図5】（ａ）は、撮像装置で撮像された燃焼火炎の面積Ｓ１と燃焼火炎を凸包処理した火炎の面積Ｓ１´に基づく燃切位置の調整原理の説明図、（ｂ）は撮像装置で撮像された燃焼火炎の面積Ｓ２と燃焼火炎を凸包処理した火炎の面積Ｓ２´に基づく燃切位置の調整原理の説明図である。

【図6】撮像装置で撮像された燃焼火炎が塊状物の影響で面積Ｓ１１，Ｓ１２の二つに分離され、其々の燃焼火炎を凸包処理した火炎の面積Ｓ１１´，Ｓ１２´に基づく燃切位置の調整原理の説明図である。

【図7】燃焼制御の手順を示すフローチャートである。

【図8】燃切位置推定処理の手順を示すフローチャートである。

【図9】性状判定処理の手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0035】

以下に、本発明によるごみ焼却炉のごみの性状判定方法、ごみの性状判定装置、ごみ焼却炉の搬送制御方法及びごみ焼却炉の搬送制御装置を図面に基づいて説明する。

【0036】

［ごみ焼却炉の構造］
図１には、ストーカ式のごみ焼却炉１が示されている。ごみ収集車が進入するプラットホームＡ、ごみ収集車により収集されたごみを集積するごみピットＢ、ごみ投入ホッパＤ、ごみピットＢからごみをごみ投入ホッパＤに移送するごみクレーンＣ、炉室Ｅ、炉室Ｅの上部空間に設置した廃熱ボイラＦ、エコノマイザＧなどを備え、炉室Ｅで生じた燃焼排ガスが煙道に沿って配された減温塔Ｈ、集塵機Ｉなどの排ガス処理設備で浄化された後に煙突Ｊから排気される。炉室Ｅを負圧に維持するべく、煙道には誘引送風機Ｌが設けられている。

【0037】

プラットホームＡとごみピットＢの間に設けられた臭気漏洩防止及び安全確保のための観音開き式のごみ投入扉Ｋを開放することにより、ごみ収集車によって収集運搬されたごみがごみピットＢに投入される。

【0038】

ごみピットＢに集積されたごみは、自動または制御室の運転員によって操作されるクラブバケット方式のごみクレーンＣによって把持されて、ごみ投入ホッパＤの上端に形成された開口部まで移送された後に落下投入される。

【0039】

ごみ投入ホッパＤの底部に給じん装置Ｐが設けられ、ごみ投入ホッパＤに充填されたごみが炉室Ｅに押込み投入される。ごみ投入ホッパＤに充填されたごみが、ごみ投入ホッパＤから炉室Ｅへの外気の流入を遮断するシール機構として機能し、炉室が負圧に維持される。

【0040】

炉室Ｅは、主燃焼室２と主燃焼室２で生じた燃焼排ガスを完全燃焼させる二次燃焼室３を備え、二次燃焼室３の壁部に廃熱ボイラＦの複数の水管ＷＴが埋め込まれている。

【0041】

図２に示すように、主燃焼室２には、固定火格子と可動火格子がごみの搬送方向に沿って交互に配置されたストーカ機構ＳＴが設けられている。油圧機構ｈ１，ｈ２，ｈ３によって可動火格子が固定火格子に対して前後方向に往復駆動されることにより、ごみが撹拌されながら下流側に搬送される。

【0042】

ストーカ機構ＳＴの下部に上流側から下流側に向けて順に四つの風箱Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４が設けられ、押込み送風機から主燃焼用空気が供給される。ストーカ機構ＳＴのうち風箱Ｗ１に対応する上流領域が乾燥帯ＳＴ１、風箱Ｗ２，Ｗ３に対応する中流領域が燃焼帯ＳＴ２、風箱Ｗ４に対応する下流領域が後燃焼帯ＳＴ３となる。

【0043】

風箱Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４の其々に圧力センサＰＳ１，ＰＳ２１，ＰＳ２２，ＰＳ３が設けられるとともに、主燃焼室２に圧力センサＰＳが設けられ、各風箱と主燃焼室２の圧力差が検出可能に構成され、さらにストーカ機構ＳＴを介して主燃焼室２に流入する燃焼空気流量を検出する流量センサＱＳが設けられている。

【0044】

給じん装置Ｐから主燃焼室２に押し込まれたごみは乾燥帯ＳＴ１で主に加熱乾燥され、燃焼帯ＳＴ２でガス化燃焼されて、ガス化燃焼により炭化されたごみは燃焼帯Ｓ２の下流側から後燃焼帯ＳＴ３で固体燃焼されて灰化され、灰化された後に後燃焼帯ＳＴ３の端部から灰シュートに落下する。

【0045】

主燃焼室２から二次燃焼室３の入口部にかけて、炉室Ｅの前壁２Ｆ及び後壁２Ｒにくびれ部が形成され、当該くびれ部にガス供給機構４が設けられている。ガス供給機構４から供給されるガスにより二次燃焼室３に流入する燃焼排ガスが撹拌され、整流されて二次燃焼室３で完全燃焼される。

【0046】

なお、ガス供給機構４から供給されるガスは二次燃焼用の空気であってもよいし、主燃焼室２から引抜かれた排ガス、集塵機Ｉより下流の煙道から分岐された再循環排ガス、或いはそれ以外の排ガス流路から分岐された排ガスであってもよいし、空気と前記各排ガスの混合ガスであってもよい。

【0047】

被焼却物に対する理論空気比が約１．３となるように主燃焼用空気と二次燃焼用空気の総量が調整されていればよく、例えば理論空気比が約１．３となるように全ての空気が主燃焼用空気で賄われている場合にはガス供給機構４から供給されるガスは、煙道から引抜かれた排ガスのみであってもよい。また、主燃焼用空気で約１．０の空気が賄われ、二次燃焼用空気で約０．３の空気が賄われるように構成してもよい。二次燃焼室３の出口部には、温度センサ及びガスセンサが設けられている。

【0048】

炉室Ｅの後壁２Ｒに撮像装置５としての産業用テレビカメラ（ＩＴＶ）が設置され、ストーカ機構ＳＴの上面で搬送されつつ焼却されるごみの燃焼火炎を含む燃焼状態が撮影される。

【0049】

［燃焼制御装置の構成］
図３には、上述したごみ焼却炉１で焼却されるごみの燃焼状態を制御し、廃熱ボイラＦで生成される蒸気量を制御する燃焼制御装置１０の構成が示されている。燃焼制御装置１０は、給じん装置Ｐによって主燃焼室２に供給されるごみの投入量を調整する給じん制御部１１、油圧機構ｈ１，ｈ２，ｈ３によって乾燥帯ＳＴ１、燃焼帯ＳＴ２、後燃焼帯ＳＴ３それぞれの搬送速度を制御する搬送制御部１２、各風箱Ｗ１～Ｗ４から供給する主燃焼用空気の給気量を調整するとともにガス供給機構４からの給気量を調整する給気制御部１３、各制御部１１，１２，１３に制御指令を出力する演算処理部１４を備えている。

【0050】

演算処理部１４は、燃焼帯ＳＴ２におけるごみの燃切位置を推定する燃切位置推定部１５、ごみに混入する塊状物の有無やごみ枯れなどの性状を判定する性状判定部１６、廃熱ボイラＦで生成する蒸気量を調整する蒸気量調節部１７の各演算部と、各演算部による演算結果に基づいて得られる指標に従って、各制御部１１，１２，１３に出力する制御指令を生成する制御指令生成部１８とを備えている。上述した各圧力センサ、流量センサ、ガスセンサ、温度センサ、蒸気量センサの各検出値や撮像装置５で撮影された画像などが演算処理部１４に入力されている。

【0051】

燃焼制御装置１０は、ＣＰＵボード、メモリボード、入出力インタフェースボード、表示装置、入力装置などを備えて構成されている。メモリボード上のメモリに燃焼制御プログラムがインストールされ、ＣＰＵボード上のＣＰＵで燃焼制御プログラムが実行されることにより、上述した各機能ブロックが具現化される。

【0052】

即ち、図７に示すように、燃焼制御装置１０は、上述した圧力センサ、流量センサ、温度センサ、ガスセンサなどの各種のセンサの値を入力するとともに（ＳＡ１）、撮像装置５により撮影された燃焼画像を取得し（ＳＡ２）、これらの入力情報に基づいて、燃切位置推定処理（ＳＡ３）、性状判定処理（ＳＡ４）、蒸気量調整処理（ＳＡ５）を実行する。そして、それら結果に基づいてＰＩＤ演算などを含む各種の制御演算を実行して、各制御部１１，１２，１３に出力する制御指令を生成し（ＳＡ６）、給じん制御部１１を介した給じん制御処理（ＳＡ７）、搬送制御部１２を介した搬送制御処理（ＳＡ８）、給気制御部１３を介した給気制御処理（ＳＡ９）を、所定の時間間隔で繰返し実行する（ＳＡ１０）。各演算処理の繰返し周期は特に限定されるものではなく、適宜設定することが可能である。例えば、数秒から数十秒の繰返し周期に設定することが好ましい。

【0053】

［燃切位置推定部］
燃切位置推定部１５は、ストーカ機構ＳＴの上面で焼却されるごみを撮像装置５で撮影した燃焼状態を示す画像情報に基づいて燃切位置を推定する演算部である。

【0054】

燃切位置推定部１５は、火炎領域抽出処理部１５Ａと、燃切位置推定処理部１５Ｂと、面積算出処理部１５Ｃと、燃切位置調整処理部１５Ｄの各機能ブロックを備えている。

【0055】

図７に示したように、燃切位置推定部１５は、火炎領域抽出処理部１５Ａによる火炎領域抽出処理と、燃切位置推定処理部１５Ｂによる燃切位置推定処理と、面積算出処理部１５Ｃによる面積算出処理と、燃切位置調整処理部１５Ｄによる燃切位置調整処理とを、経時的に繰返して実行するように、つまり所定の時間間隔で繰返し実行するように構成されている。

【0056】

図８には、燃切位置推定部１５で実行される燃切位置推定処理の手順が示されている。火炎領域抽出処理部１５Ａは、撮像装置５で撮影した動画像を格納するメモリと、メモリに格納された動画像から抽出した所定のフレーム画像の画素値を所定の二値化閾値で二値化して、単一または複数の閉領域で構成される火炎領域を抽出する二値化処理部を備えている。画像は火炎領域とその他の領域を識別できるものであれば、グレースケール画像、ＲＧＢカラー画像など、どのような画素で構成されていてもよく、火炎領域を抽出する画素値として輝度値やＲＧＢ成分値などを適宜採用することができる。また、二値化閾値は特定の値に限るものではなく、火炎領域を抽出可能な値であれば特に限定されるものではなく、適宜設定することができる。

【0057】

火炎領域抽出処理部１５Ａは、フレーム画像を二値化して単一または複数の火炎領域を得て（ＳＢ１）、大きさ（面積）が第１閾値以上の第１火炎領域ＦＡと、第１閾値より小さな第２閾値以下の大きさ（面積）の第２火炎領域ＦＡｓを区別して抽出する（ＳＢ２，ＳＢ３）。第１閾値の値は、ストーカ機構の上面で燃焼している最大の燃焼火炎が抽出でき、後述する塊状物の影響により複数に分断された場合でも主要な燃焼火炎を抽出できる値であればよい。また、第２閾値は、主要な燃焼火炎を除く微小な燃焼火炎を抽出できる値であればよい。

【0058】

燃切位置推定処理部１５Ｂは、抽出した火炎領域のうち大きさ（面積）が第１閾値以上の単一または複数の第１火炎領域ＦＡからごみの燃切位置を推定する機能ブロックである。

【0059】

詳述すると、二値化された画像に対して、炉幅方向に沿う仮想直線（本実施形態では水平方向の直線）ＶＬを生成して、当該仮想直線ＶＬを第１火炎領域ＦＡの下方（下流側）から上方（上流側）に向けて走査（平行移動）し（ＳＢ４）、仮想直線ＶＬと第１火炎領域ＦＡとが重畳する画素数を算出するとともに（ＳＢ５）、そのときの仮想直線ＶＬの全画素数との比率を算出する処理を繰り返す（ＳＢ６）。ステップＳＢ６で求めた比率が所定比率Ｒ以上となる最初（最下流側）の位置を燃切位置として推定する（ＳＢ１２，ＳＢ１３）。

【0060】

ここで、燃焼帯ＳＴ２で焼却されるごみに塊状物が混入している場合と、塊状物が混入していない場合で、第１火炎領域ＦＡの大きさが変動することに鑑み、所定比率Ｒが以下の手順に沿って調整される。

【0061】

以下に、調整手順を説明する。面積算出処理部１５Ｃは、第１火炎領域ＦＡの面積Ｓと、第１火炎領域ＦＡの輪郭を凸包処理して得た凸包火炎領域の面積Ｓ´を其々算出する（ＳＢ７，ＳＢ８，ＳＢ９）。凸包とは、与えられた点を全て包含する最小の凸多角形をいい、凸包処理とは火炎画像の輪郭点を全て包含する最小の凸多角形を凸包火炎領域として生成する処理をいう。

【0062】

燃切位置調整処理部１５Ｄは、第１火炎領域ＦＡの面積Ｓに対する凸包火炎領域の面積Ｓ´の相対値ＲＶを算出し（ＳＢ１０）、算出した相対値ＲＶに基づいて、燃切位置推定処理部１５Ｂで参照される所定比率Ｒを調整する（ＳＢ１１）。相対値ＲＶとして、第１火炎領域ＦＡの面積Ｓに対する凸包火炎領域の面積Ｓ´の差分（Ｓ´－Ｓ）、または、比率（Ｓ´／Ｓ）を採用することができる。

【0063】

燃切位置調整処理部１５Ｄは、相対値ＲＶが所定の閾値より大きい場合に、相対値が大きくなるに連れて所定比率Ｒが小さくなるように、つまり燃切位置が下流側に補正されるように調整する。相対値ＲＶが所定の閾値以下の場合には、所定比率Ｒとして初期値が採用される。相対値ＲＶの閾値は予め実機を用いた試験等により決定することができる。

【0064】

即ち、ストーカ機構ＳＴの上面で焼却されるごみに難燃性または不燃性の塊状物が存在すると、塊状物によって火炎が遮られて火炎領域抽出処理で抽出された第１火炎領域ＦＡの大きさが小さくなる傾向があり、実際に塊状物が存在することなく燃焼状態が低下して第１火炎領域ＦＡが小さくなる場合との差異を識別することが困難な場合がある。

【0065】

そのため、面積算出処理が実行されて、第１火炎領域ＦＡの面積Ｓと、第１火炎領域ＦＡの輪郭を凸包処理して得た凸包火炎領域の面積Ｓ´が算出される。凸包火炎領域の面積Ｓ´は、少なくとも塊状物で遮られた火炎を内包した面積となるため、第１火炎領域ＦＡの面積Ｓと凸包火炎領域の面積Ｓ´から塊状物による影響の程度を把握することができる。塊状物で遮られた場合の凸包火炎領域の面積Ｓ´の方が、燃焼状態が低下して第１火炎領域ＦＡが小さくなる場合の凸包火炎領域の面積Ｓ´よりも大きくなる傾向があるからである。

【0066】

そこで、燃切位置調整処理により、火炎領域の面積Ｓに対する凸包火炎領域の面積Ｓ´の相対値に基づいて、所定比率Ｒを調整することで、塊状物により燃切位置が本来の位置より上流側にあると誤判定されるリスクを低減させることができる。

【0067】

図４（ａ）には、ストーカ機構ＳＴの上面で焼却処理されるごみの燃焼状態を、ストーカ機構ＳＴの下流側から撮影する撮像装置５が、炉室Ｅの後壁に設置された様子が示されている。本実施形態では、当該撮像装置５の左右方向中心は炉幅方向の中心に調節され、上下方向中心はストーカ機構ＳＴのうち乾燥帯ＳＴ１及び燃焼帯ＳＴ２の搬送方向に沿う上下長さの中心部に調節されている。

【0068】

図４（ｂ）には、撮像装置５で撮像された画像が示されている。燃焼帯ＳＴ２でガス化燃焼されることにより生じる第１火炎領域ＦＡ及び第２火炎領域ＦＡｓがハッチングされている。燃焼帯ＳＴ２でガス化燃焼されて炭化したごみは、後燃焼帯ＳＴ３に搬送後に熾き燃焼されて灰化され、灰シュートに落下する。図４（ｂ）では、撮像装置５の画角から上方にはみ出した火炎の上部が略平坦になっている。

【0069】

図５（ａ）の上部には、二値化された第１火炎領域ＦＡの画像（破線は二値化により喪失した画像）が示されている。炉幅方向に沿う仮想直線ＶＬ（二点鎖線で示されている。）が第１火炎領域ＦＡの下方（炉の下流側）から上方（炉の上流側）に向けて走査（平行移動）すると、仮想直線ＶＬと火炎領域ＦＡとが接し（図中、「下端位置」と表記。）、さらに上方に向けて走査（移動）すると、仮想直線ＶＬと火炎領域ＦＡとが重畳するようになる。重畳領域を太い実線で示している。

【0070】

燃切位置推定処理部１５Ｂは、仮想直線ＶＬの走査量（移動量）を増やしていき、火炎領域ＦＡの重畳領域の画素数ＰＦと仮想直線ＶＬの全画素数ＰＶとの比率（ＰＦ／ＰＶ）が所定比率Ｒとなる最下流側の位置を、燃切位置として推定する。

【0071】

このように燃切位置を推定することにより、ストーカ機構ＳＴの作動と燃焼状態の変動により第１燃焼火炎ＦＡの領域の下端が頻繁に変動するような場合でも、その影響を軽減して正確で安定した燃切位置を推定することができるようになる。

【0072】

所定比率Ｒは特に限定されるものではないが、本実施形態では初期値としてＲ＝０．３（３０％）に設定している。例えば、水平方向画素数が１９２０となるフルハイビジョンに対応する動画像であれば、仮想直線ＶＬの全画素数が１９２０となり、火炎領域ＦＡの重畳領域の画素数ＰＦが１９２０×０．３＝５７６画素となる位置が燃切位置となる。なお、演算負荷を低減するために、画像を所定の間引き率で間引いた画像に対して比率（ＰＦ／ＰＶ）を求めるように構成してもよい。

【0073】

図５（ｂ）の上部に示すように、炉内に塊状物ＭＴが投入され、それが燃焼帯ＳＴ２に到達して、撮像装置５で撮像された燃焼火炎の一部が当該塊状物ＭＴで遮られると、二値化処理された火炎領域ＦＡが複数に割れたり、小さくなったりする現象が現れる。その結果、第１火炎領域ＦＡとの重畳領域における第１火炎領域ＦＡの画素数ＰＦと仮想直線ＶＬの全画素数ＰＶとの比率（ＰＦ／ＰＶ）が予め設定された所定比率Ｒとなる最下流側の位置が、塊状物ＭＴが存在しない場合の位置よりも上流側にシフトする現象が現れる。つまり、上流側に燃切位置があるとの誤判定となる。そこで、上述した手順で、所定比率Ｒが調整される。

【0074】

図５（ａ），（ｂ）の下部には、其々ハッチングされた火炎領域の面積Ｓ１，Ｓ２と、凸包処理された凸多角形の面積Ｓ１´，Ｓ２´が示されている。相対値ＲＶとして差分（Ｓ´－Ｓ）を採用する場合、燃焼帯ＳＴ２に塊状物ＭＴが無い場合の相対値ＲＶ１＝（Ｓ１´－Ｓ１）より、燃焼帯ＳＴ２に塊状物ＭＴがある場合の相対値ＲＶ２＝（Ｓ２´－Ｓ２）の方が大きくなる傾向がある。

【0075】

燃切位置調整処理部１５Ｄは、相対値ＲＶ＝（Ｓ１´－Ｓ１）が所定の閾値より大きい場合に、塊状物の存在により燃切位置が上流側にずれていると判断して、相対値が大きくなるに連れて所定比率Ｒが小さくなるように、つまり燃切位置が下流側になるように調整する。なお、相対値ＲＶが所定の閾値以下の場合には、塊状物が存在していてもその影響は小さいと判断して、予め設定された固定値に維持される。また、所定の閾値及び調整率は、予め試験などを行なって、燃切位置が適正な位置と判断される相対値ＲＶと所定比率との相関関係を求めておき、求めた相関関係に基づいて決定すればよい。

【0076】

図６には、塊状物ＭＴにより第１燃焼火炎ＦＡが二つに分離された例が示されている。この場合、各第１火炎領域ＦＡと仮想直線ＶＬの重畳領域の合計画素数ＰＦと仮想直線ＶＬの全画素数ＰＶとの比率（ＰＦ／ＰＶ）が所定比率Ｒとなる最下流側の位置が、燃切位置として推定される。

【0077】

そして、この場合も、上述と同様に、相対値ＲＶ＝｛（Ｓ１１´－Ｓ１１）＋（Ｓ１２´－Ｓ１２）｝が所定の閾値より大きい場合に、塊状物ＭＴの存在により燃切位置が上流側にずれていると判断して、相対値ＲＶが大きくなるに連れて所定比率Ｒが小さくなるように、つまり燃切位置が下流側になるように調整される。

【0078】

なお、塊状物ＭＴにより第１燃焼火炎ＦＡが二つ以上の領域に部寧された場合、複数の第１燃焼火炎ＦＡのうち、最大面積を有する第１燃焼火炎ＦＡに対して、当該第１火炎領域ＦＡと仮想直線ＶＬの重畳領域の合計画素数ＰＦと仮想直線ＶＬの全画素数ＰＶとの比率（ＰＦ／ＰＶ）が所定比率Ｒとなる最下流側の位置を、燃切位置として推定してもよい。

【0079】

［性状判定部］
性状判定部１６は、ストーカ機構ＳＴの上面で焼却されるごみを撮像装置５で撮影した画像情報に基づいてごみの性状を判定する演算部である。

【0080】

図３（ｂ）に示すように、性状判定部１６は、火炎領域抽出処理部１６Ａと、ごみ枯れ推定処理部１６Ｂと、面積算出処理部１６Ｃと、塊状物判定処理部１６Ｄの各機能ブロックを備えている。火炎領域抽出処理部１６Ａと、面積算出処理部１６Ｃは、上述した燃切位置推定部１５を構成する火炎領域抽出処理部１５Ａと面積算出処理部１５Ｃが兼用される。

【0081】

図７に示したように、燃切位置推定部１５と同様に、性状判定部１６は、火炎領域抽出処理部１６Ａによる火炎領域抽出処理と、ごみ枯れ推定処理部１６Ｂによるごみ枯れ推定処理と、面積算出処理部１６Ｃによる面積算出処理と、塊状物判定処理部１６Ｄによる塊状物判定処理を、経時的に繰返すように、つまり所定の時間間隔で繰返し実行するように構成されている。

【0082】

図９には、性状判定部１６で実行される性状判定処理の手順が示されている。火炎領域抽出処理部１６Ａは、火炎領域抽出処理部１５Ａで説明した通り、フレーム画像を二値化した単一または複数の火炎領域のうち、大きさ（面積）が第１閾値以上の第１火炎領域ＦＡと、第１閾値より小さな第２閾値以下の大きさ（面積）の第２火炎領域ＦＡｓを区別して抽出する（ＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ３）。

【0083】

面積算出処理部１６Ｃは、第１火炎領域ＦＡの面積Ｓと、第１火炎領域ＦＡの輪郭を凸包処理して得た凸包火炎領域の面積Ｓ´を算出する（ＳＣ４，ＳＣ５，ＳＣ６）。塊状物判定処理部１６Ｄは、第１火炎領域ＦＡの面積Ｓに対する凸包火炎領域の面積Ｓ´の相対値ＲＶに基づいて、ストーカ機構ＳＴの上面にごみの塊状物ＭＴが有るか無いかを判定する。相対値ＲＶとして、火炎領域ＦＡの面積Ｓに対する凸包火炎領域の面積Ｓ´の差分（Ｓ´－Ｓ）、または、比率（Ｓ´／Ｓ）を採用することができる。

【0084】

塊状物判定処理部１６Ｄは、相対値ＲＶ＝（Ｓ´－Ｓ）が所定の閾値より大きい場合に（ＳＣ７，Ｙ）、塊状物ＭＴが存在すると判定し（ＳＣ８）、相対値ＲＶ＝（Ｓ´－Ｓ）が所定の閾値以下の場合に（ＳＣ７，Ｎ）、塊状物ＭＴが存在しないと判定する（ＳＣ９）。そして、塊状物判定処理部１６Ｄは、相対値ＲＶが経時的に減少する場合に（ＳＣ１０，Ｙ）、当該塊状物ＭＴが可燃性の塊状物であると判定し（ＳＣ１１）、相対値ＲＶが経時的に減少しない場合に（ＳＣ１０，Ｎ）、当該塊状物ＭＴが不燃性の塊状物であると判定する（ＳＣ１２）。

【0085】

なお、図６に示すように、第１火炎領域ＦＡが２以上の複数に分離される場合には、塊状物判定処理部１６Ｄは、相対値ＲＶ＝（Ｓ´－Ｓ）に関わらず、塊状物ＭＴが存在すると判定するとともに、当該塊状物ＭＴが可燃性の塊状物ＭＴであると判定する。

【0086】

ごみ枯れ推定処理部１６Ｂは、切位置推定処理部１５Ｂで推定された燃切位置と、火炎領域抽出処理部１６Ａで抽出された第２火炎領域ＦＡｓに基づいてごみ枯れの傾向があるか否かを推定する。具体的に、ごみ枯れ推定処理部１６Ｂは、燃切位置よりも下流側に第２火炎領域ＦＡｓが点在する場合に（ＳＣ１３，Ｙ）、ごみ枯れの傾向があると推定する（ＳＣ１４）。具体的には、燃切位置よりも下流側に存在する第２火炎領域ＦＡｓの数が予め設定されたごみ枯れ閾値より多い場合に、ごみ枯れの傾向があると推定する。

【0087】

燃切位置より上流側のごみ層厚さが薄くなると、ストーカ機構ＳＴの下方から供給される燃焼用空気の吹き抜けが生じて、ごみが燃切位置より下流側に吹き飛ばされて燃切位置より下流側で小さな火炎領域が点在する現象が発生する。ごみ枯れ推定処理部１６Ｂは、燃切位置よりも下流側に点在する第２火炎領域の数がごみ枯れ閾値より多い場合に、ごみ枯れの傾向があると推定できるようになる。なお、ごみ枯れ閾値の値は、２以上の値で適宜設定すればよい。

【0088】

［燃焼制御装置による燃焼制御］
制御指令生成部１８は、所定の指標に基づいてストーカ機構ＳＴの搬送速度の制御値を算出し、搬送制御部１２を介して油圧機構ｈ１，ｈ２，ｈ３を制御することで、ストーカ機構ＳＴを構成する乾燥帯ＳＴ１、燃焼帯ＳＴ２、後燃焼帯ＳＴ３の各搬送速度を調節するように構成されている。即ち、制御指令生成部１８と搬送制御部１２により搬送制御処理部が構成されている。なお、乾燥帯ＳＴ１、燃焼帯ＳＴ２、後燃焼帯ＳＴ３は一定の速度比を維持した状態で速度制御されるように油圧機構ｈ１，ｈ２，ｈ３が調整されている。

【0089】

そして、搬送制御処理部は、塊状物判定処理部１６Ｄで塊状物ＭＴが有ると判定された場合に、当該所定の指標に基づくストーカ機構ＳＴの搬送速度を補正処理するように構成されている。具体的に、塊状物判定部１６で塊状物ＭＴが可燃性の塊状物であると判定されると、搬送制御処理部は搬送速度を減速補正することで、塊状物ＭＴの燃焼時間を確保する。また、塊状物判定部１６で塊状物ＭＴが不燃性の塊状物ＭＴであると判定されると、搬送制御処理部は搬送速度を増速補正することで、塊状物ＭＴを迅速にストーカ機構ＳＴ（炉内）から排出する。

【0090】

搬送制御処理部により実行されるこのような搬送制御処理により、予め設定された指標に基づいてストーカ機構ＳＴの搬送速度が適切に自動制御されるので、オペレータによる手動の操作介入の必要性が低減される。

【0091】

さらに、搬送制御処理部は、ごみ枯れ推定処理部１６Ｂでごみ枯れの傾向があると推定された場合に、当該所定の指標に基づくストーカ機構ＳＴの搬送速度を増速補正することで、ごみ枯れの発生を未然に防止するように構成されている。

【0092】

所定の指標として、燃切位置推定部１５により推定されたごみの燃切位置を用いることができる。具体的に、推定されたごみの燃切位置が予め設定された制御範囲に維持されるように、制御指令生成部１８によりストーカ機構ＳＴの搬送速度の制御値が算出される。このとき、同時に制御指令生成部１８により給じん装置Ｐに対する制御値が算出され、給じん制御部１１を介して給じん装置Ｐによる給じん速度が調整される。このとき、ストーカ機構ＳＴの搬送速度の増速補正または減速補正に連動して給じん速度が増速補正または減速補正される。

【0093】

所定の指標として、廃熱ボイラＦの発生蒸気量を用いることもできる。蒸気量調節部１７は、温度センサにより検出された炉出口温度や蒸気量センサにより検出された蒸気量に基づいて、所定の蒸気量が生成されるように目標蒸気量を算出する。制御指令生成部１８は、当該目標蒸気量が得られるように燃焼空気の供給量の制御値、ストーカ機構ＳＴの搬送速度の制御値、給じん装置Ｐによる給じん速度の制御値を算出する。各制御値が給気制御部１３、搬送制御部１２、給じん制御部１１に入力されて、給気量、搬送速度、給じん速度が制御される。

【0094】

なお、ごみ枯れ推定処理部１６Ｂに加えて、或いはごみ枯れ推定処理部１６Ｂとは別に、ストーカ機構ＳＴで焼却されるごみの層厚を算出する層厚算出部を備えている場合には、層厚算出部で算出されるごみの層厚を指標としてストーカ機構の搬送速度を制御することも可能である。例えば、層厚算出部として赤外線カメラにより撮影されたごみの燃焼画像に対して、火炎を除くように二値化処理した画像を得て、当該画像から燃焼帯ＳＴ２の床面からごみの表面までの平均高さをごみの層厚として検出することができる。なお、層厚算出部の具体的構成は特に限定するものではなく、既存の層厚算出部の構成を採用することができる。

【0095】

上述したごみ枯れ推定処理部１６Ｂでごみ枯れの傾向があると推定する場合に参照する燃切位置は、燃切位置推定部１５で推定された燃切位置以外の燃切位置を参照してもよい。例えば、第１燃焼火炎ＦＡの最下流位置を燃切位置として採用してもよい。

【0096】

上述した実施形態では、燃切位置推定部１５に、撮像装置により撮影されたフレーム画像から火炎領域（第１火炎領域Ｓ）を抽出する火炎領域抽出処理部１５Ａと、炉幅方向に沿う仮想直線を火炎領域（第１火炎領域Ｓ）の下方から上方に向けて走査したときに、仮想直線と火炎領域（第１火炎領域Ｓ）とが重畳する画素数と仮想直線の画素数との比率が所定比率となる最下流側の位置を、燃切位置として算出する燃切位置推定処理部１５Ｂを備えるとともに、火炎領域の面積と火炎領域の輪郭を凸包処理して得た凸包火炎領域の面積を算出する面積算出処理部１５Ｃと、火炎領域の面積に対する凸包火炎領域の面積の相対値に基づいて、所定比率を調整する燃切位置調整処理部１５Ｄを備えた構成を説明したが、面積算出処理部１５Ｃ及び燃切位置調整処理部１５Ｄを備えずに、火炎領域抽出処理部１５Ａと、燃切位置推定処理部１５Ｂのみを備えて燃切位置推定部１５を構成してもよい。

【0097】

また、燃切位置推定部１５として、画像を所定の二値化閾値で二値化して単一または複数の閉領域で構成される火炎領域を抽出する火炎領域抽出処理部と、火炎領域の輪郭点を全て包含する最小の凸多角形である凸包火炎領域を生成する凸包処理部と、炉幅方向に沿う仮想直線を凸包火炎領域の下方から上方に向けて走査したときに、仮想直線と凸包火炎領域とが重畳する画素数と仮想直線の画素数との比率が所定比率となる最下流側の位置を、燃切位置として推定する燃切位置推定処理部と、を備えて構成してもよい。

【0098】

尚、上述した実施形態は、本発明の一例に過ぎず、本発明の作用効果を奏する範囲において各部の具体的な構成は適宜変更設計できることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0099】

１：ごみ焼却炉
２：主燃焼室
３：二次燃焼室
４：ガス供給機構
５：撮像装置
１０：燃焼制御装置
１１：給じん制御部
１２：搬送制御部
１３：給気制御部
１４：演算処理部
１５：燃切位置推定部
１５Ａ：火炎領域抽出処理部
１５Ｂ：燃切位置推定処理部
１５Ｃ：面積算出処理部
１５Ｄ：燃切位置調整処理部
１６：性状判定部
１６Ａ：火炎領域抽出処理部
１６Ｂ：ごみ枯れ推定処理部
１６Ｃ：面積算出処理部
１６Ｄ：塊状物判定処理部
１７：蒸気量調節部
１８：制御指令生成部
Ａ：プラットホーム
Ｂ：ごみピット
Ｃ：クレーン機構
Ｄ：ごみ投入ホッパ
Ｅ：炉室
Ｆ：廃熱ボイラ
Ｇ：エコノマイザ
ＦＡ：火炎領域
ＶＬ：仮想直線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】