(57)【要約】【課題】多くの労力及び時間を要することなく集塵機の漏風箇所の位置を精度高く特定すること。【解決手段】熱画像取得部１１が、集塵機の熱画像を測定し、測定された熱画像のデータを画像解析部１３に入力する。画像解析部１３が、熱画像取得部１１が入力した熱画像中に他の領域よりも所定温度以上温度が高い高温領域ＲＨが存在し、且つ、高温領域ＲＨの排ガス流れ方向下流側に排ガス流れ方向上流側よりも温度が低い低温領域ＲＣが存在する場合、高温領域ＲＨを漏風箇所と判定する。これにより、多くの労力及び時間を要することなく集塵機の漏風箇所の位置を精度高く特定できる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結機本体から排出された排ガス中の粉塵を除去する集塵機の漏風箇所を特定する集塵機の漏風箇所特定装置であって、
前記集塵機の熱画像を測定する熱画像取得部と、
前記熱画像取得部によって測定された熱画像中に他の領域よりも所定温度以上温度が高い高温領域が存在し、且つ、該高温領域の排ガス流れ方向下流側に排ガス流れ方向上流側よりも温度が低い低温領域が存在する場合、該高温領域を漏風箇所と判定する画像解析部と、
を備えることを特徴とする集塵機の漏風箇所特定装置。
【請求項２】
焼結機本体から排出された排ガス中の粉塵を除去する集塵機の漏風箇所を特定する集塵機の漏風箇所特定方法であって、
前記集塵機の熱画像を測定する熱画像取得ステップと、
前記熱画像取得ステップにおいて測定された熱画像中に他の領域よりも所定温度以上温度が高い高温領域が存在し、且つ、該高温領域の排ガス流れ方向下流側に排ガス流れ方向上流側よりも温度が低い低温領域が存在する場合、該高温領域を漏風箇所と判定する画像解析ステップと、
を含むことを特徴とする集塵機の漏風箇所特定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼結機本体から排出された排ガス中の粉塵を除去する集塵機の漏風箇所を特定する集塵機の漏風箇所特定装置及び漏風箇所特定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高炉用原料として用いられる焼結鉱を製造する焼結設備では、給鉱ホッパ及びドラムフィーダを介してパレット上に焼結原料が連続的に装入され、パレット上に装入された焼結原料はパレットの移動によって排鉱側に向けて搬送されながら焼成される。このような焼結設備では、パレットの下方に焼結原料の搬送方向に沿って複数のウィンドボックスが配置され、複数のウィンドボックスはそれぞれ排気ダクトを介して共通の集塵機及び主排風機に接続されている。これにより、焼結原料を焼成することによって発生した排ガスは、複数のウィンドボックスを介して主排風機によって吸引され、集塵機において除塵された後に大気に放散される。一般的な焼結設備の構成は、例えば特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３８７２６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、焼結設備の老朽化に伴い、集塵機を形成している鉄皮に破穴等の漏風箇所が発生する回数が増加している。集塵機を形成している鉄皮に漏風箇所が発生した場合、漏風箇所を介して集塵機の内部に大気が流入することによって、集塵機から排出される排ガス中の粉塵濃度が上昇する。このため、集塵機に漏風箇所が発生した場合には、漏風箇所を速やかに補修する必要がある。このような背景から、集塵機の漏風箇所を特定する方法として、集塵機内を流通する排ガス中の酸素濃度を測定する方法が提案されている。
【０００５】
しかしながら、この方法によれば、漏風が多く発生している領域を確認することはできるが、漏風箇所の位置を特定することは困難である。このため、現状では、漏風箇所の位置は点検者が鉄皮表面を目視で確認することによって特定されており、漏風箇所の位置の特定に多くの労力及び時間を要している。さらに、一般に集塵機は非常に大型であるために、漏風箇所の位置を目視で特定する場合には、点検者が目視することが困難な集塵機部分の漏風箇所が見落とされることがある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、多くの労力及び時間を要することなく集塵機の漏風箇所の位置を精度高く特定可能な集塵機の漏風箇所特定装置及び漏風箇所特定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る集塵機の漏風箇所特定装置は、焼結機本体から排出された排ガス中の粉塵を除去する集塵機の漏風箇所を特定する集塵機の漏風箇所特定装置であって、前記集塵機の熱画像を測定する熱画像取得部と、前記熱画像取得部によって測定された熱画像中に他の領域よりも所定温度以上温度が高い高温領域が存在し、且つ、該高温領域の排ガス流れ方向下流側に排ガス流れ方向上流側よりも温度が低い低温領域が存在する場合、該高温領域を漏風箇所と判定する画像解析部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る集塵機の漏風箇所特定方法は、焼結機本体から排出された排ガス中の粉塵を除去する集塵機の漏風箇所を特定する集塵機の漏風箇所特定方法であって、前記集塵機の熱画像を測定する熱画像取得ステップと、前記熱画像取得ステップにおいて測定された熱画像中に他の領域よりも所定温度以上温度が高い高温領域が存在し、且つ、該高温領域の排ガス流れ方向下流側に排ガス流れ方向上流側よりも温度が低い低温領域が存在する場合、該高温領域を漏風箇所と判定する画像解析ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る集塵機の漏風箇所特定装置及び漏風箇所特定方法によれば、多くの労力及び時間を要することなく集塵機の漏風箇所の位置を精度高く特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、測定対象物の放射率とサーモビューアの表示温度との関係を示す図である。
【図２】図２は、漏風箇所を有する集塵機の可視画像及び熱画像を示す図である。
【図３】図３は、測定対象物の放射率とサーモビューアの表示温度との関係を示す図である。
【図４】図４は、漏風箇所を有する鉄皮及び汚れや隙間を有する鉄皮の熱画像を示す模式図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態である集塵機の漏風箇所特定装置及び漏風箇所特定方法が適用される焼結機の構成を示す図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態である漏風箇所特定装置の構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態である漏風箇所特定処理の流れ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】
【００１１】
本発明の発明者らは、多くの労力及び時間を要することなく集塵機の漏風箇所の位置を精度高く特定可能にするために、サーモビューアを用いて集塵機の熱画像（熱分布画像）を測定し、集塵機の熱画像から漏風箇所の位置を特定することを検討した。サーモビューアは、黒体の表面から単位面積及び単位時間当たりに放出される電磁波のエネルギーがその黒体の熱力学温度の４乗に比例するというステファン・ボルツマンの法則を利用して測定対象物の熱画像を測定する装置である。具体的には、サーモビューアは、ステファン・ボルツマンの法則から求められる以下に示す数式（１），（２）を利用して、測定対象物から放出される電磁波エネルギーＩから測定対象物の熱力学温度Ｔを測定する。なお、サーモビューアは、サーモグラフィ、サーモカメラ、サーモビジョン等と呼ばれることもある。
【００１２】
【数１】
2016173279.tif 000003
【数２】
2016173279.tif 000004
【００１３】
数式（１）中、Ｉは測定対象物から放出される電磁波のエネルギー、εは測定対象物の放射率、σはステファン・ボルツマン定数、Ｔは測定対象物の熱力学温度を示している。また、数式（２）中、Ｉ０はサーモビューアの検出素子から放出される電磁波のエネルギー、σはステファン・ボルツマン定数、Ｔ０はサーモビューアの検出素子の熱力学温度を示している。
【００１４】
ここで、サーモビューアの検出素子の放射率を１とすると、以下の数式（３）に示すように、測定対象物の熱力学温度Ｔは、測定対象物の放射率εの１／４乗に比例する。従って、図１に示すように、サーモビューアを利用して測定対象物の温度を測定する場合、放射率εの値が小さい測定対象物ほど、その熱力学温度Ｔは低く測定される。このため、サーモビューアを利用して集塵機の熱画像を撮影した場合、集塵機の漏風箇所の温度は、放射率εの値が小さい空気の存在と空気を吸い込むことによる冷却効果とによって、漏風が発生していない箇所の温度より低く測定されると推定される。
【００１５】
【数３】
2016173279.tif 000005
【００１６】
ところが、本発明の発明者らは、鋭意研究を重ねてきた結果、集塵機の漏風箇所の温度は、漏風が発生していない箇所の温度よりも高く測定され、また、漏風箇所の排ガス流れ方向下流側には排ガス流れ方向上流側よりも温度が低い領域が存在することを知見した。具体的には、本発明の発明者らは、図２（ａ）に示すような２つの漏風箇所Ｒ１，Ｒ２と軍手を挿入することによって補修した漏風箇所Ｒ３とを有する集塵機の鉄皮の熱画像をサーモビューアを用いて撮影した。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す集塵機領域の熱画像を示す図である。
【００１７】
その結果、図２（ｂ）に示すように、補修された漏風箇所Ｒ３に対応する熱画像領域Ｒ３１の温度は漏風が発生していない領域の温度より低く測定されるのに対して、漏風箇所Ｒ１，Ｒ２に対応する熱画像領域Ｒ１１，Ｒ２１の温度は漏風が発生していない領域の温度よりも高く測定されることが確認された。また、漏風箇所Ｒ１，Ｒ２に対応する熱画像領域Ｒ１１，Ｒ２１のガス流れ方向下流側には排ガス流れ方向上流側よりも温度が低い熱画像領域Ｒ１２，Ｒ２２が存在することが確認された。
【００１８】
漏風箇所の温度が漏風が発生していない箇所の温度よりも高く測定される理由は、図３に示すように、集塵機内部の空間に対して漏風箇所の孔の大きさが十分に小さいために、サーモビューアが漏風箇所を放射率εが大きい擬似的な黒体として認識するためと考えられる。また、漏風箇所の排ガス流れ方向下流側に排ガス流れ方向上流側の温度よりも温度が低い領域が存在する理由は、漏風箇所から外気が吸い込まれることによって排ガス流れ方向下流側の鉄皮が冷却されるためであると考えられる。
【００１９】
以上の知見から、本発明の発明者らは、サーモビューアによって集塵機の熱画像を測定し、図４（ａ）に示すように、熱画像中に他の領域より温度が高い領域（高温領域）ＲＨがあり、さらに高温領域ＲＨのガス流れ方向下流側にガス流れ方向上流側より温度が低い領域（低温領域）ＲＣがある場合、高温領域ＲＨを漏風箇所と判断することによって、多くの労力及び時間を要することなく集塵機の漏風箇所の位置を精度高く特定できるという技術思想を想到するに至った。なお、図４（ｂ）に示すように、高温領域ＲＨのガス流れ方向下流側に低温領域ＲＣが存在しない場合には、高温領域ＲＨは汚れや隙間によるものと判断することができる。
【００２０】
以下、図面を参照して、上記の技術思想に基づいて想到された本発明の一実施形態である集塵機の漏風箇所特定装置及び漏風箇所特定方法について説明する。
【００２１】
〔焼結機の構成〕
始めに、図５を参照して、本発明の一実施形態である集塵機の漏風箇所特定装置及び漏風箇所特定方法が適用される焼結機の構成について説明する。
【００２２】
図５は、本発明の一実施形態である集塵機の漏風箇所特定装置及び漏風箇所特定方法が適用される焼結機の構成を示す模式図である。図５に示すように、本発明の一実施形態である集塵機の漏風箇所特定装置及び漏風箇所特定方法が適用される焼結機１では、焼結機本体２から排出された排ガスは、メインブロワ（主排風機、ＭＢ）３の吸引力によって、ウィンドボックス４を経由してメインダクト５に集められた後、集塵機（ＥＰ）６において除塵されて煙突７から大気に放出されるようになっている。
【００２３】
〔漏風箇所特定装置の構成〕
次に、図６を参照して、本発明の一実施形態である集塵機の漏風箇所特定装置の構成について説明する。
【００２４】
図６は、本発明の一実施形態である集塵機の漏風箇所特定装置の構成を示すブロック図である。図６に示すように、本発明の一実施形態である集塵機の漏風箇所特定装置１０は、熱画像取得部１１と、ガス流れ方向指定部１２と、画像解析部１３と、を備えている。熱画像取得部１１は、サーモビューアによって構成されている。熱画像取得部１１は、集塵機の熱画像を測定し、測定された熱画像のデータを画像解析部１３に入力する。ガス流れ方向指定部１２は、点検者が熱画像を撮影する集塵機領域における排ガスの流れ方向を入力するために操作する部位であり、入力された排ガス流れ方向のデータを画像解析部１３に入力する。画像解析部１３は、ＣＰＵ等の演算処理装置によって構成され、以下に示す漏風箇所特定処理を実行することによって、熱画像が撮影された集塵機領域内の漏風箇所の位置を特定する。
【００２５】
〔漏風箇所特定処理〕
次に、図７を参照して、本発明の一実施形態である漏風箇所特定処理について説明する。
【００２６】
図７は、本発明の一実施形態である漏風箇所特定処理の流れを示すフローチャートである。図７に示すフローチャートは、点検者がガス流れ方向指定部１２を操作することによって熱画像を撮影する集塵機領域内における排ガスの流れ方向を入力し、漏風箇所特定処理の実行を指示したタイミングで開始となり、漏風箇所特定処理はステップＳ１の処理に進む。
【００２７】
ステップＳ１の処理では、熱画像取得部１１が、熱画像を撮影し、撮影された熱画像のデータを画像解析部１３に入力する。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、漏風箇所特定処理はステップＳ２の処理に進む。
【００２８】
ステップＳ２の処理では、画像解析部１３が、熱画像中に他の領域よりも所定温度以上温度が高い領域（高温領域ＲＨ）が存在するか否かを判別する。判別の結果、高温領域ＲＨが存在しない場合、画像解析部１３は、熱画像の撮影領域には漏風箇所はないと判断し、一連の漏風箇所特定処理を終了する。一方、高温領域ＲＨが存在する場合には、画像解析部１３は、漏風箇所特定処理をステップＳ３の処理に進める。高温領域ＲＨとは、他の領域よりも１０℃以上温度が高い領域とすることが好ましい。
【００２９】
ステップＳ３の処理では、画像解析部１３が、ステップＳ２の処理によって抽出された高温領域ＲＨの排ガス流れ方向下流側に排ガス流れ方向上流側よりも温度が低い領域（低温領域ＲＣ）が存在するか否かを判別する。判別の結果、低温領域ＲＣが存在しない場合、画像解析部１３は漏風箇所特定処理をステップＳ４の処理に進める。一方、低温領域ＲＣが存在する場合には、画像解析部１３は漏風箇所特定処理をステップＳ５の処理に進める。
【００３０】
ステップＳ４の処理では、画像解析部１３が、ステップＳ２の処理によって抽出され高温領域ＲＨは汚れや隙間によるものであり、熱画像を撮影した集塵機領域には漏風箇所は存在しないと判断する。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、一連の漏風箇所特定処理は終了する。
【００３１】
ステップＳ５の処理では、画像解析部１３は、ステップＳ２の処理によって抽出された高温領域ＲＨは漏風箇所であると判定し、例えば高温領域ＲＨの位置に関する情報を漏風箇所の位置情報として出力することによって漏風箇所がある旨を点検者に報知する。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、一連の漏風箇所特定処理は終了する。
【００３２】
以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態である漏風箇所特定処理によれば、画像解析部１３が、集塵機の熱画像中に他の領域よりも所定温度以上温度が高い高温領域ＲＨが存在し、且つ、高温領域ＲＨの排ガス流れ方向下流側に排ガス流れ方向上流側よりも温度が低い低温領域ＲＣが存在する場合、高温領域ＲＨを漏風箇所と判定する。これにより、多くの労力及び時間を要することなく集塵機の漏風箇所の位置を精度高く特定することができる。
【００３３】
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００３４】
１  焼結機
２  焼結機本体
３  メインブロワ（主排風機、ＭＢ）
４  ウィンドボックス
５  メインダクト
６  集塵機（ＥＰ）
７  煙突
１０  漏風箇所特定装置
１１  熱画像取得部
１２  ガス流れ方向指定部
１３  画像解析部
ＲＣ  低温領域
ＲＨ  高温領域
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図２】
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