(57)【要約】【課題】回収砂を確実に冷却することが可能な、回収砂冷却システム及び回収砂冷却方法を提供する。【解決手段】回収砂を冷却し、冷却回収砂の水分量を調整する回収砂冷却システム１であって、前記回収砂の水分量と温度を測定する砂水分温度測定器２と、前記回収砂に加える水の量である、適正加水量を決定する制御装置３と、前記適正加水量の水を前記回収砂に加え、水の蒸発潜熱で冷却して前記冷却回収砂とする散水冷却装置４、５と、該散水冷却装置４、５に空気を導入する空気導入装置６と、前記散水冷却装置４、５に導入される導入空気の温度と湿度を測定する導入空気温度湿度測定器７と、を備え、前記制御装置３は、前記回収砂の水分量と温度、及び、前記導入空気の温度と湿度を基に、前記適正加水量を決定する、回収砂冷却システム１を提供する。【選択図】図１
2018043267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回収砂を冷却し、冷却回収砂の水分量を調整する回収砂冷却システムであって、
前記回収砂の水分量と温度を測定する砂水分温度測定器と、
前記回収砂に加える水の量である、適正加水量を決定する制御装置と、
前記適正加水量の水を前記回収砂に加え、水の蒸発潜熱で冷却して前記冷却回収砂とする散水冷却装置と、
該散水冷却装置に空気を導入する空気導入装置と、
前記散水冷却装置に導入される導入空気の温度と湿度を測定する導入空気温度湿度測定器と、
を備え、
前記制御装置は、前記回収砂の水分量と温度、及び、前記導入空気の温度と湿度を基に、前記適正加水量を決定する、回収砂冷却システム。
【請求項２】
前記導入空気の風量を測定する風量測定器を備え、
前記制御装置は、前記風量を更に基にして前記適正加水量を決定する、請求項１に記載の回収砂冷却システム。
【請求項３】
前記制御装置は、
前記回収砂の温度と前記回収砂の投入量を基に、必要蒸発水量を算出する必要蒸発水量算出部と、
前記導入空気の温度と湿度、及び、前記風量を基に、蒸発許容水蒸気量を算出する蒸発許容水蒸気量算出部と、
前記必要蒸発水量と前記蒸発許容水蒸気量を比較し、比較結果を基に、前記風量、前記回収砂の投入量、前記導入空気の温度のいずれかまたはいずれかの組み合わせを制御するための制御操作を決定する比較演算部と、
前記制御操作を実行する制御部と、
を備える、請求項２に記載の回収砂冷却システム。
【請求項４】
前記必要蒸発水量が前記蒸発許容水蒸気量より大きい場合に、前記制御操作は、前記風量の増加、前記回収砂の投入量の低減、前記導入空気の温度の上昇のいずれかまたはいずれかの組み合わせを行う操作である、請求項３に記載の回収砂冷却システム。
【請求項５】
前記必要蒸発水量が前記蒸発許容水蒸気量より小さい場合に、前記制御操作は、前記風量の低減、前記回収砂の投入量の増加のいずれか一方または双方を行う操作である、請求項３に記載の回収砂冷却システム。
【請求項６】
前記制御装置は、前記制御操作後の各々の測定器における再測定値から再度算出された必要蒸発水量を基に、前記適正加水量を決定する適正加水量決定部を備える、請求項４または５に記載の回収砂冷却システム。
【請求項７】
前記冷却回収砂の水分量と温度を測定する冷却回収砂水分温度測定器を備え、
前記制御装置は、前記冷却回収砂の水分量と温度を基に、前記風量、前記回収砂の投入量、前記適正加水量のいずれかまたはいずれかの組み合わせの補正量を算出する第１補正量算出部を備えている、請求項１から６のいずれか一項に記載の回収砂冷却システム。
【請求項８】
前記砂冷却装置から排出される排出空気の温度と湿度を測定する排出空気温度湿度測定器を備え、
前記制御装置は、前記排出空気の温度と湿度を基に、前記風量、前記回収砂の投入量、前記導入空気の温度のいずれかまたはいずれかの組み合わせの補正量を算出する第２補正量算出部を備える、請求項１から７のいずれか一項に記載の回収砂冷却システム。
【請求項９】
回収砂を冷却し、冷却回収砂の水分量を調整する回収砂冷却方法であって、
前記回収砂の水分量と温度を測定し、
前記回収砂に加える水の量である、適正加水量を決定し、
前記適正加水量の水を前記回収砂に加え、空気を導入しながら水の蒸発潜熱で冷却して、前記冷却回収砂とし、
導入される導入空気の温度と湿度を測定することを含むものであり、
前記回収砂の水分量と温度、及び、前記導入空気の温度と湿度を基に、前記適正加水量を決定する、回収砂冷却方法。
【請求項１０】
前記導入空気の風量を測定することを更に含み、
前記風量を更に基にして前記適正加水量を決定する、請求項９に記載の回収砂冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生型鋳型に好適な、回収砂冷却システム及び回収砂冷却方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、生型砂を鋳型として使用した鋳造方法である生型鋳造が、広く行われている。生型鋳造においては、鋳型の中に鋳込まれた溶湯金属が凝固した後に、型ばらしがなされて、鋳物から、鋳型として使用された砂が分離される。分離された砂は、回収砂として回収され、異物除去や砂冷却が行われた後に混練調整されて、生型の造型に再度使用される。
【０００３】
回収砂の砂温や水分は後の混練工程や造型工程に影響を及ぼす。特に回収砂の砂温が高い状態で混練工程や造型工程に生型砂が送られると、混練機前に設置される生型砂貯留用ホッパの内壁に水分の凝集が原因の砂付着が発生する。また、混練後の砂の乾燥が早まることにより砂同士の結合力が低下し、鋳型の型落ちや砂かみなどの造型不良の原因となる可能性もある。
【０００４】
回収砂の冷却は、回収砂に含まれる水分が空気中に蒸発する時の蒸発潜熱を利用して行われることが多い。このような、水分の蒸発潜熱を利用した回収砂の冷却においては、回収砂を目標とする温度に冷却し、なおかつ、冷却後の回収砂が一定の水分量を有するように、冷却前に水が回収砂に散水される。この散水量は、冷却前の回収砂の、量、温度及び水分量の測定値を基に決定される。特許文献１には、上記の各測定値に加え、冷却後の回収砂の温度を基に、散水量を決定することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公昭６２−４００９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
水の蒸発量は、周囲の空気の状態に大きく依存する。しかし、特許文献１は、冷却装置中の空気の状態を考慮することに関して開示がなされていないため、特許文献１に開示されている方法においては、空気の状態によって、回収砂の冷却度合いや、冷却後の回収砂の水分量にばらつきが生じる可能性がある。したがって、安定した冷却、含水結果を得るのが容易ではなく、回収砂の冷却を常に確実に行うことが難しい。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、回収砂を確実に冷却することが可能な、回収砂冷却システム及び回収砂冷却方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による回収砂冷却システムは、回収砂を冷却し、冷却回収砂の水分量を調整するものであって、前記回収砂の水分量と温度を測定する砂水分温度測定器と、前記回収砂に加える水の量である、適正加水量を決定する制御装置と、前記適正加水量の水を前記回収砂に加え、水の蒸発潜熱で冷却して前記冷却回収砂とする散水冷却装置と、該散水冷却装置に空気を導入する空気導入装置と、前記散水冷却装置に導入される導入空気の温度と湿度を測定する導入空気温度湿度測定器と、を備え、前記制御装置は、前記回収砂の水分量と温度、及び、前記導入空気の温度と湿度を基に、前記適正加水量を決定する。
【０００９】
また、本発明による回収砂冷却方法は、回収砂を冷却し、冷却回収砂の水分量を調整する回収砂冷却方法であって、前記回収砂の水分量と温度を測定し、前記回収砂に加える水の量である、適正加水量を決定し、前記適正加水量の水を前記回収砂に加え、空気を導入しながら水の蒸発潜熱で冷却して、前記冷却回収砂とし、導入される導入空気の温度と湿度を測定することを含むものであり、前記回収砂の水分量と温度、及び、前記導入空気の温度と湿度を基に、前記適正加水量を決定する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、回収砂を確実に冷却することが可能な、回収砂冷却システム及び回収砂冷却方法を、提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態として示した回収砂冷却システムの概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態として示した回収砂冷却システムにおける制御装置のブロック図である。
【図３】本発明の実施形態として示した回収砂冷却方法のフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態として示した回収砂冷却方法のフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態として示した回収砂冷却方法のフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態として示した回収砂冷却方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態として示した回収砂冷却システム１の概略構成図である。回収砂とは、生型鋳造において、鋳型の中に鋳込まれた溶湯金属が凝固した後に、鋳型として使用された砂が鋳物から分離されたものである。回収砂は、異物除去や砂冷却が行われた後に混練調整されて、生型の造型に再度使用される。回収砂冷却システム１は、特に生型鋳型における生型回収砂を冷却し、冷却回収砂の水分を調整するシステムである。
【００１４】
回収砂冷却システム１は、回収砂の水分量と温度を測定する砂水分温度測定器２と、回収砂に加える水の量である、適正加水量を決定する制御装置３と、適正加水量の水を回収砂に加え、水の蒸発潜熱で冷却して冷却回収砂とする散水冷却装置４、５と、砂冷却装置に空気を導入する空気導入装置６と、砂冷却装置に導入される導入空気の温度と湿度を測定する導入空気温度湿度測定器７と、を備えている。
【００１５】
以下、回収砂冷却システム１を詳細に説明する。回収砂冷却システム１は、ホッパ８、及びベルトフィーダー９を備えている。ホッパ８には、鋳物から分離された回収砂が貯蔵されている。ベルトフィーダー９は、ホッパ８の下に設けられている。ホッパ８内に貯蔵されている回収砂は、ホッパ８に設けられた回収砂供給口（図示無し）から、ベルトフィーダー９に対して供給される。
【００１６】
ベルトフィーダー９は、インバータモータ１０を備えており、このインバータモータ１０によって駆動されている。インバータモータ１０には、後述する制御装置３が電気的に接続されており、制御装置３からの信号に従い、インバータモータ１０の回転速度が変化するように構成されている。これにより、ベルトフィーダー９に供給された回収砂は、散水冷却装置４、５へと搬送される。
【００１７】
砂水分温度測定器２は、ベルトフィーダー９上に設けられている。ベルトフィーダー９上を搬送される回収砂は、砂水分温度測定器２によって、水分量と温度が測定される。砂水分温度測定器２には、後述する制御装置３が電気的に接続されており、砂水分温度測定器２によって測定された回収砂の水分量と温度は、制御装置３に送信される。
【００１８】
散水冷却装置４、５は、散水装置４と、砂冷却装置５を備えている。回収砂冷却システム１は、水源１１、及び水量調整弁１２を備えており、水源１１は散水装置４に接続されて、散水装置４に水を供給する。散水装置４は、ベルトフィーダー９から投入された回収砂に対して水源１１から供給される水を散水した後に、回収砂を撹拌して、回収砂中に水分を分散させる。この、散水されて水分が分散された回収砂を、加水回収砂と呼称する。
【００１９】
水量調整弁１２は、水源１１と散水装置４の間に介装されている。水量調整弁１２には、後述する制御装置３が電気的に接続されている。水量調整弁１２は、水源１１から散水装置４に供給される水の量が、制御装置３の算出した、回収砂に加える適正な水の量である適正加水量の値となるように、制御装置３によって制御される。これにより、散水装置４は、適正加水量の水を回収砂に加えて加水回収砂としている。
【００２０】
散水装置４により撹拌されて水分が分散された加水回収砂は、散水装置４から排出されて、砂冷却装置５に投入される。砂冷却装置５は、加水回収砂を砂冷却装置５内の空気に接触させることにより冷却する。冷却された回収砂を、冷却回収砂と呼称する。
【００２１】
回収砂冷却システム１は、空気加熱装置１３と、集塵装置１４を備えている。空気加熱装置１３、砂冷却装置５、集塵装置１４、及び空気導入装置６によって、空気がこの順に流れるように、１本の空気流路が形成されている。この空気流路の末端に設けられた空気導入装置６は、空気を上流の空気加熱装置１３の方向から吸引することで空気流路内に空気の流れを作り出し、砂冷却装置５に空気を導入する、吸引型の装置である。
【００２２】
空気加熱装置１３は、この空気流路の最上流に設けられている。空気加熱装置１３は、空気導入装置６の吸引によって外気または室内雰囲気から取り込まれた空気を、必要に応じて加熱して、導入空気として砂冷却装置５へ空気を導入する。空気加熱装置１３には、後述する制御装置３が電気的に接続されている。空気加熱装置１３は、砂冷却装置５へ導入される導入空気の温度が、制御装置３の算出した適正な空気温度となるように、制御装置３によって制御されて、導入空気を加熱する。
【００２３】
砂冷却装置５において、加水回収砂からの水の蒸発と砂からの伝熱により温度、湿度が高まった排出空気は、集塵装置１４に導入される。集塵装置１４は、集塵装置１４に導入された砂冷却装置５内を含む空気流路内の粉塵を除去する。粉塵が除去された空気は、空気導入装置６を介して外気へ排出される。
【００２４】
空気導入装置６は、インバータモータ１５を備えており、このインバータモータ１５によって駆動される。インバータモータ１５には、後述する制御装置３が電気的に接続されている。インバータモータ１５は、空気導入装置６の空気吸引量が、制御装置３の算出した適正な風量となるように、制御装置３によって制御されている。
【００２５】
回収砂冷却システム１は、上記した空気流路における空気の状態を測定するために、導入空気温度湿度測定器７、排出空気温度湿度測定器１６、及び、風量測定器１７を備えている。導入空気温度湿度測定器７は、空気加熱装置１３と砂冷却装置５の間に設けられており、砂冷却装置５に導入される導入空気の温度と湿度を測定する。導入空気温度湿度測定器７には、後述する制御装置３が電気的に接続されている。導入空気温度湿度測定器７によって測定された導入空気の温度と湿度は、制御装置３に送信される。
【００２６】
排出空気温度湿度測定器１６は、砂冷却装置５と集塵装置１４の間に設けられており、砂冷却装置５から排出される排出空気の温度と湿度を測定する。排出空気温度湿度測定器１６には、後述する制御装置３が電気的に接続されている。排出空気温度湿度測定器１６によって測定された排出空気の温度と湿度は、制御装置３に送信される。
【００２７】
風量測定器１７は、集塵装置１４と空気導入装置６の間に設けられており、空気導入装置６によって吸入される空気の量、すなわち、砂冷却装置５へと導入される導入空気の風量を測定する。風量測定器１７には、後述する制御装置３が電気的に接続されている。風量測定器１７によって測定された導入空気の風量は、制御装置３に送信される。
【００２８】
回収砂冷却システム１は、砂冷却装置５の冷却回収砂排出口（図示無し）の下に、ベルトコンベア１８を備えている。ベルトコンベア１８は、モータ１９を備えており、このモータ１９によって駆動されている。ベルトコンベア１８は、砂冷却装置５から排出された冷却回収砂を、混練装置（図示無し）等の、次の工程に搬送する。
【００２９】
回収砂冷却システム１は、冷却回収砂水分温度測定器２０を備えている。冷却回収砂水分温度測定器２０は、ベルトコンベア１８上を搬送される冷却回収砂の水分量と温度を測定する。冷却回収砂水分温度測定器２０には、後述する制御装置３が電気的に接続されている。冷却回収砂水分温度測定器２０によって測定された冷却回収砂の水分量と温度は、制御装置３に送信される。
【００３０】
上記したように、砂水分温度測定器２によって測定された回収砂の水分量と温度、冷却回収砂水分温度測定器２０によって測定された冷却回収砂の水分量と温度、導入空気温度湿度測定器７によって測定された導入空気の温度と湿度、排出空気温度湿度測定器１６によって測定された排出空気の温度と湿度、及び、風量測定器１７によって測定された導入空気の風量は、制御装置３に送信される。制御装置３は、これらの測定値を受信し、図３から図６を用いて後述する演算を行い、その結果を基に、ベルトフィーダー９のインバータモータ１０、水量調整弁１２、空気導入装置６のインバータモータ１５、及び空気加熱装置１３を制御する。
【００３１】
制御装置３は、適正加水量の決定と散水指示、冷却回収砂の水分量と温度による動作補正、及び、排出空気の温度と湿度による動作補正の、３種類の処理を行うことで、回収砂冷却システム１の動作を制御する。まず、適正加水量の決定と散水指示を実行するために必要な制御装置３の構成について説明する。
【００３２】
（適正加水量の決定と散水指示に関する制御装置３の構成）
制御装置３は、適正加水量を決定する。このために、制御装置３は、図２に示されるように、必要蒸発水量算出部３１、蒸発許容水蒸気量算出部３２、適正加水量決定部３３、比較演算部３４、及び制御部３５を備えている。
【００３３】
必要蒸発水量算出部３１は、回収砂の温度と回収砂の投入量を基に、必要蒸発水量を算出する。上記のように加水回収砂は、砂冷却装置５において、水の蒸発による蒸発潜熱によって主に冷却される。必要蒸発水量は、加水回収砂を蒸発潜熱によって目標温度に冷却するために必要な、単位時間当たりの蒸発水量である。砂水分温度測定器２によって測定された回収砂の温度をＴｓ１（Ｋ）、加水回収砂の冷却目標温度をＴｓ２（Ｋ）、回収砂の投入量、すなわち、砂冷却装置５に投入される単位時間当たりの回収砂量をＧｓ（ｋｇ／ｍｉｎ）、回収砂の比熱をＣｓ（ｋＪ／ｋｇ・Ｋ）、及び、水の蒸発潜熱をＬｗ（ｋＪ／ｋｇ）とすると、単位時間当たりの必要蒸発水量Ｑｖ（ｋｇ／ｍｉｎ）は、次式によって表される。
【００３４】
【数１】
2018043267.tif 000003
【００３５】
必要蒸発水量算出部３１は、上記した式（１）によって、単位時間当たりの必要蒸発水量Ｑｖを算出する。
【００３６】
なお、砂冷却装置５に投入される単位時間当たりの回収砂量Ｇｓは、本実施形態においては、ホッパ８からのベルトフィーダー９への回収砂供給量が単位時間あたり一定であること、及び、制御装置３はベルトフィーダー９のインバータモータ１０に接続されており、インバータモータ１０の駆動速度を認識、制御可能であることから、インバータモータ１０の駆動速度を回収砂量Ｇｓとして換算して用いている。
【００３７】
また、本実施形態においては、加水回収砂は、加水回収砂の水分の蒸発による蒸発潜熱と、砂から空気への伝熱によって冷却されるが、蒸発潜熱による冷却の効果が大きく支配的であるため、これを前提として演算装置３の各処理を定めている。
【００３８】
蒸発許容水蒸気量算出部３２は、導入空気の温度と湿度、及び、風量を基に、蒸発許容水蒸気量を算出する。上記のように加水回収砂は、砂冷却装置５において、水の蒸発による蒸発潜熱によって主に冷却されるため、砂冷却装置５に導入される導入空気は、蒸発した水蒸気を受け入れた後、排出空気として砂冷却装置５から排出される。
【００３９】
加水回収砂を目標温度Ｔｓ２へ冷却するためには、式（１）として示した単位時間当たりの必要蒸発水量Ｑｖに相当する分量の水分の蒸発が必要である。したがって、砂冷却装置５における冷却を効果的に行うために、制御装置３は、後述する比較演算部３４によって、導入空気がこの単位時間当たりの必要蒸発水量Ｑｖに相当する水蒸気を受け入れられるか否かを判断する。この判断のために、蒸発許容水蒸気量算出部３２は、現状の導入空気によって砂冷却装置５で蒸発させることができる単位時間当たりの水蒸気量、すなわち、単位時間あたりに導入される導入空気が既に有する湿度に加えて持ち得る水蒸気量である、単位時間当たりの蒸発許容水蒸気量Ｗａ（ｋｇ／ｍｉｎ）を算出する。
【００４０】
単位時間当たりの蒸発許容水蒸気量Ｗａを算出する前段階として、現状の導入空気が持ちうる単位時間当たりの水蒸気量の総量Ｗｍａｘ（ｋｇ／ｍｉｎ）を検討する。導入空気が持ち得る湿度、すなわち水蒸気量は、相対湿度では１００％となるが、これに対する絶対湿度は空気温度に依存して異なる。したがって、現状の導入空気が持ちうる単位時間当たりの水蒸気量の総量Ｗｍａｘは、導入空気温度湿度測定器７によって測定された導入空気の温度をＴａ１（Ｋ）、温度Ｔａ１における相対湿度１００％に相当する絶対湿度をＸｍａｘ（ｋｇ／ｋｇ−ａｉｒ）、風量、すなわち、風量測定器１７によって測定された導入空気の量をＧａ（ｋｇ−ａｉｒ／ｍｉｎ）とすると、次式によって表される。
【００４１】
【数２】
2018043267.tif 000004
【００４２】
なお、上記したＸｍａｘ、Ｇａの単位系における、ｋｇ−ａｉｒの記載は、空気の量を表すためのものであり、水の量を表すために使用している単位ｋｇと区別するための記載である。
【００４３】
導入空気の温度Ｔａ１と絶対温度Ｘｍａｘの対応関係は、例えば制御装置３の内部などにテーブルや関数などの形式で保持しておき、導入空気が持ちうる水蒸気量の総量Ｗｍａｘの算出時に適宜参照するようにしておけばよい。
【００４４】
導入空気が持ちうる単位時間当たりの水蒸気量の総量Ｗｍａｘは上記した式（２）のように表されるため、導入空気温度湿度測定器７によって測定された導入空気の絶対湿度をＸ１（ｋｇ／ｋｇ−ａｉｒ）とすると、単位時間当たりの蒸発許容水蒸気量Ｗａ（ｋｇ／ｍｉｎ）は次式により算出することができる。
【００４５】
【数３】
2018043267.tif 000005
【００４６】
比較演算部３４は、式（１）により表される単位時間当たりの必要蒸発水量Ｑｖ（ｋｇ／ｍｉｎ）と、式（３）により表される単位時間当たりの蒸発許容水蒸気量Ｗａ（ｋｇ／ｍｉｎ）を比較する。これにより、砂冷却装置５における冷却を確実に行うことができるか、すなわち、単位時間あたりに導入される導入空気が、単位時間当たりの必要蒸発水量Ｑｖだけの分量の水蒸気を受け入れられるか否かを判断する。
【００４７】
比較演算部３４は、この比較結果を基に、風量、回収砂の投入量、導入空気の温度のいずれかまたはいずれかの組み合わせを制御するための制御操作を決定する。より具体的には、単位時間当たりの必要蒸発水量Ｑｖと単位時間当たりの蒸発許容水蒸気量Ｗａを比較すると、Ｑｖ＞Ｗａとなる場合（状態１）、Ｑｖ＝Ｗａとなる場合（状態２）、及び、Ｑｖ＜Ｗａとなる場合（状態３）の、いずれかの状態となるはずである。比較演算部３４は、ＱｖとＷａが状態１〜３のどの関係にあるかにより、空気導入装置６のインバータモータ１５、ベルトフィーダー９のインバータモータ１０、空気加熱装置１３のいずれかまたはいずれかの組み合わせを制御して、風量、回収砂の投入量、導入空気の温度のいずれかまたはいずれかの組み合わせを制御するための制御操作を決定する。以下、状態１〜３の各々の場合に決定される制御操作について、詳細に説明する。
【００４８】
まず、状態２の場合を説明する。状態２においては、Ｑｖ＝Ｗａとなっており、これは、単位時間当たりの蒸発すべき水蒸気量が、単位時間あたりに導入される導入空気が既に有する湿度に加えて持ち得る水蒸気量と等しい状態であり、最も理想的な状態である。したがって、比較演算部３４は特別な制御操作を決定せず、現状を維持するように、制御部３５に送信する。
【００４９】
次に、状態１の場合を説明する。状態１においては、Ｑｖ＞Ｗａとなっており、これは、単位時間当たりの蒸発すべき水蒸気量が、単位時間あたりに導入される導入空気が既に有する湿度に加えて持ち得る水蒸気量より大きい場合である。これは、蒸発すべき水蒸気量を、導入空気が全て受け入れられない状態であり、砂冷却装置５による加水回収砂の冷却が十分に行われない状態である。したがって、単位時間当たりの蒸発すべき水蒸気量を減らす、あるいは単位時間あたりに導入される導入空気が既に有する湿度に加えて持ち得る水蒸気量を増やして、上記した状態２の状態にする必要がある。すなわち、必要蒸発水量が蒸発許容水蒸気量より大きい場合に、風量の増加、回収砂の投入量の低減、導入空気の温度の上昇のいずれかまたはいずれかの組み合わせを行う操作である制御操作を決定する。
【００５０】
より具体的には、比較演算部３４は、まず、空気導入装置６のインバータモータ１５の回転速度を増加させて風量を増加させ、単位時間当たりに導入される導入空気量を増加させることにより、単位時間あたりに導入される導入空気が持ち得る水蒸気量を増加させることを検討する。状態２の状態にするためには、Ｑｖ＝Ｗａの関係を実現させればよいため、比較演算部３４は、上記の式（１）と式（３）が等しくなる等式を立て、各測定値を代入した後に、風量、すなわち単位時間当たりに導入される導入空気の量Ｇａの値を導出する方程式を解くことにより、風量の適切な値を算出する。その後、比較演算部３４は、風量が算出された値になるように空気導入装置６のインバータモータ１５を調整させる制御操作を、制御部３５に送信する。
【００５１】
比較演算部３４の算出した風量の値が、空気導入装置６のインバータモータ１５の能力限界を超える場合、あるいは、空気導入装置６のインバータモータ１５の能力限界と同等の値まで上げたとしても、Ｑｖ＝Ｗａの関係を実現するには不十分である場合には、比較演算部３４は、更に、ベルトフィーダー９のインバータモータ１０の回転速度を低減させて、回収砂の投入量を低減させることにより、単位時間当たりの蒸発すべき水蒸気量を低減させることを検討する。そのために、上記の風量の場合と同様に、式（１）と式（３）による方程式を解くことにより、回収砂の投入量、すなわち、単位時間当たりの回収砂量Ｇｓの適切な値を算出する。その後、比較演算部３４は、空気導入装置６のインバータモータ１５に関する制御操作に加えて、回収砂の投入量が算出された値になるようにベルトフィーダー９のインバータモータ１０を調整させる制御操作を、制御部３５に送信する。
【００５２】
ただし、回収砂の投入量を減らしすぎると、後工程である造型工程で必要とする砂量を下回り、決められた造型スピードを守るための最低限造型機に供給すべき砂量を確保できなくなるため、単位時間当たりの回収砂量Ｇｓに予め設定された下限値ＧｓＬを下回る計算値が算出された場合は下限値ＧｓＬを設定値とする。なお、下限値ＧｓＬの設定は制御装置３に予め作業者が入力すること等で設定される。
【００５３】
上記によってもＱｖ＝Ｗａの関係を実現するには不十分であると比較演算部３４が判断した場合には、比較演算部３４は、更に、空気加熱装置１３における設定温度を上昇させて、導入空気の温度を上昇させることにより、単位時間あたりに導入される導入空気が持ち得る水蒸気量を増加させることを検討する。これは、上記の場合と同様に、式（１）と式（３）による方程式を解き、導入空気の温度Ｔａ１に依存する値である、導入空気の絶対湿度Ｘ１の適切な値を算出することにより行われる。その後、比較演算部３４は、空気導入装置６のインバータモータ１５に関する制御操作、及び、ベルトフィーダー９のインバータモータ１０に関する制御操作に加えて、空気加熱装置１３を、導入空気の温度を算出された値に上昇させる制御操作を、制御部３５に送信する。
【００５４】
ただし、空気加熱装置１３の設定温度を上げる場合においては、過度に導入空気を加温すると、砂冷却装置５の温度が上昇し、砂冷却装置５が加水回収砂を効率的に冷却できなくなる。したがって、導入空気の温度の上限値は、例えば４５℃程度となるようにするのが望ましい。
【００５５】
最後に、状態３の場合を説明する。状態３においては、Ｑｖ＜Ｗａとなっており、これは、単位時間当たりの蒸発すべき水蒸気量が、単位時間あたりに導入される導入空気が既に有する湿度に加えて持ち得る水蒸気量より小さい場合である。すなわち、状態３においては、単位時間あたりに導入される導入空気が十分に水蒸気を吸収しうる状態となっており、基本的にはこの状態を維持しても回収砂は十分に冷却される。しかし、状態３は、換言すれば、回収砂に対して過剰に多くの導入空気が導入されている状態であるため、風量を減らす、回収砂の投入量を増やす等により状態２の状態にすることで、光熱費の低減や、単位時間当たりの冷却処理量の増加が可能となる。すなわち、必要蒸発水量が蒸発許容水蒸気量より小さい場合に、風量の低減、回収砂の投入量の増加のいずれか一方または双方を行う操作である制御操作を決定する。
【００５６】
より具体的には、比較演算部３４は、まず、空気導入装置６のインバータモータ１５の回転速度を低減させて風量を低減させ、単位時間当たりに導入される導入空気量を低減させることにより、単位時間あたりに導入される導入空気が持ち得る水蒸気量を低減させることを検討する。風量の適切な値は、状態１において記載したものと同様な要領で算出される。その後、比較演算部３４は、風量が算出された値になるように空気導入装置６のインバータモータ１５を調整させる制御操作を、制御部３５に送信する。
【００５７】
ただし、風量を減らしすぎて、砂冷却装置５内で発塵する粉塵を集塵できなくなることを防ぐため、風量は砂冷却装置５内の粉塵を集塵できる程度の値より低くならないようにする必要がある。
【００５８】
比較演算部３４の算出した風量の値によって、Ｑｖ＝Ｗａの関係を実現するには不十分である場合には、比較演算部３４は、更に、ベルトフィーダー９のインバータモータ１０の回転速度を増加させて、回収砂の投入量を増加させることにより、単位時間当たりの蒸発すべき水蒸気量を増加させることを検討する。そのために、状態１の場合と同様に、回収砂の投入量、すなわち、単位時間当たりの回収砂量Ｇｓの適切な値を算出する。その後、比較演算部３４は、空気導入装置６のインバータモータ１５に関する制御操作に加えて、回収砂の投入量が算出された値になるようにベルトフィーダー９のインバータモータ１０を調整させる制御操作を、制御部３５に送信する。
【００５９】
制御部３５は、比較演算部３４から送信された制御操作を実行する。より具体的には、ベルトフィーダー９のインバータモータ１０、空気導入装置６のインバータモータ１５、及び、空気加熱装置１３を制御する。制御部３５はまた、後述する適正加水量決定部３３によって送信された制御操作を受信して、水量調整弁１２を制御する。
【００６０】
適正加水量決定部３３は、必要蒸発水量算出部３１の算出した単位時間当たりの必要蒸発水量を基に、単位時間当たりの適正加水量を決定する。冷却後の回収砂である冷却回収砂は、再度砂型として使用されるために、混練調整前の段階において一定の水分量を有することが好ましい。すなわち、加水回収砂は、砂冷却装置５において蒸発潜熱により冷却されることにより、蒸発した水分が失われるが、その後の冷却回収砂が、なお一定の水分量を有することが好ましい。適正加水量は、冷却回収砂がこの一定の水分量を有するために必要な、散水装置４における単位時間当たりの散水量である。砂水分温度測定器２によって測定された回収砂の水分量をＷｓ１（％）、冷却回収砂の目標水分量をＷｓ２（％）とすると、単位時間当たりの適正加水量Ｑｗ（ｋｇ／ｍｉｎ）は、次式によって表される。
【００６１】
【数４】
2018043267.tif 000006
【００６２】
適正加水量決定部３３は、上記式（４）によって、単位時間当たりの適正加水量Ｑｗを決定する。
【００６３】
なお、後に図３を用いて詳説するが、適正加水量決定部３３による単位時間当たりの適正加水量Ｑｗの決定は、単位時間当たりの必要蒸発水量Ｑｖを２回算出した後に行われる。厳密には、単位時間当たりの必要蒸発水量Ｑｖの１回目の算出の後に、ベルトフィーダー９のインバータモータ１０、空気導入装置６のインバータモータ１５、及び、空気加熱装置１３に対して上記したような制御操作を送信し、制御部３５がこれらの装置を制御する。単位時間当たりの適正加水量Ｑｗは、この制御操作後に再測定された各測定値を基に決定される。すなわち、制御操作によって環境が適切に変化した状態で、各々の測定器によって測定値を再度測定し、この再測定値から単位時間当たりの必要蒸発水量Ｑｖを再度算出し、再度算出された単位時間当たりの必要蒸発水量Ｑｖと各再測定値を基に、単位時間当たりの適正加水量Ｑｗが決定される。これにより、単位時間当たりの適正加水量Ｑｗが適正な値として決定される。
【００６４】
以上のように、制御装置３は、回収砂の水分と温度、導入空気の温度と湿度、及び風量を基に、適正加水量を決定する。
【００６５】
（適正加水量の決定と散水指示方法）
次に、上記の回収砂冷却システム１を使用した回収砂冷却方法における、適正加水量の決定と散水指示方法を、図１から図４を用いて説明する。本方法は、回収砂を冷却し、冷却回収砂の水分を調整するものである。なお、図２に示される、制御装置３の第１補正量算出部３６と第２補正量算出部３７の詳細、及びこれらを使用した処理方法については後述する。
【００６６】
本方法は、回収砂の水分量と温度を測定し、回収砂に加える水の量である、適正加水量を決定し、適正加水量の水を回収砂に加え、空気を導入しながら水の蒸発潜熱で冷却して、冷却回収砂とし、導入される導入空気の温度と湿度を測定することを含むものであり、回収砂の水分量と温度、及び、導入空気の温度と湿度を基に、適正加水量を決定する。また、本方法は、導入空気の風量を測定することを含み、風量を更に基にして適正加水量を決定する。
【００６７】
より詳細には、まず、鋳物から分離された回収砂をホッパ８に投入する。ホッパ８は、回収砂をベルトフィーダー９に対して供給する。ベルトフィーダー９は、回収砂を散水装置４へと搬送する。砂水分温度測定器２が、ベルトフィーダー９上を搬送される回収砂の水分量と温度を測定し、測定結果を制御装置３に送信する。ベルトフィーダー９のインバータモータ１０の駆動速度は、制御装置３によって制御されている。（ステップＳ１）。
【００６８】
制御装置３の必要蒸発水量算出部３１が、砂水分温度測定器２から受信した回収砂の温度（Ｔｓ１）、及び、回収砂の投入量、すなわち、制御装置３の管理するインバータモータ１０の駆動速度を換算して取得した、単位時間当たりの回収砂量（Ｇｓ）を基に、式（１）により単位時間当たりの必要蒸発水量Ｑｖを算出する（ステップＳ２）。
【００６９】
次に、空気導入装置６がインバータモータ１５によって駆動し、空気加熱装置１３、砂冷却装置５、集塵装置１４、及び空気導入装置６によって形成された空気流路に空気が流れる。これにより、砂冷却装置５内に導入空気が導入される。導入空気温度湿度測定器７が、導入空気の温度と湿度を測定し、測定結果を制御装置３に送信する。また、風量測定器１７が、砂冷却装置５へと導入される導入空気の風量を測定し、測定結果を制御装置３に送信する（ステップＳ３）。
【００７０】
制御装置３の蒸発許容水蒸気量算出部３２が、導入空気温度湿度測定器７から受信した導入空気の温度（Ｔａ１）、絶対湿度（Ｘ１）、及び、風量測定器１７から受信した風量（Ｇａ）を基に、式（２）、式（３）により単位時間当たりの蒸発許容水蒸気量Ｗａを算出する（ステップＳ４）。
【００７１】
制御装置の比較演算部３４は、ステップＳ２において算出された単位時間当たりの必要蒸発水量Ｑｖと、ステップＳ４において算出された単位時間当たりの蒸発許容水蒸気量Ｗａを比較する（ステップＳ５）。これにより、砂冷却装置５において冷却を確実に行うことができるか、すなわち、単位時間あたりに導入される導入空気が、単位時間当たりの必要蒸発水量Ｑｖだけの分量の水蒸気を受け入れられるか否かを判断する。
【００７２】
この比較の結果、Ｑｖ＞Ｗａとなっている場合（状態１）においては、単位時間当たりの蒸発すべき水蒸気量が、単位時間あたりに導入される導入空気が既に有する湿度に加えて持ち得る水蒸気量より大きい場合であるため、単位時間当たりの蒸発すべき水蒸気量を減らす、あるいは単位時間あたりに導入される導入空気が既に有する湿度に加えて持ち得る水蒸気量を増やして、ＱｖがＷａに等しい状態である状態２にするための制御操作を決定する（ステップＳ６）。
【００７３】
より具体的には、比較演算部３４は、まず、空気導入装置６のインバータモータ１５の回転速度を増加させて風量を増加させ、単位時間当たりに導入される導入空気量を増加させることにより、単位時間あたりに導入される導入空気が持ち得る水蒸気量を増加させることを検討する。比較演算部３４は、上記した要領で式（１）〜（４）を用いて風量の適切な値を算出する。その後、比較演算部３４は、風量が算出された値になるように空気導入装置６のインバータモータ１５を調整させる制御操作を、制御部３５に送信する。
【００７４】
比較演算部３４の算出した風量の値が、空気導入装置６のインバータモータ１５の能力限界を超える場合、あるいは、空気導入装置６のインバータモータ１５の能力限界と同等の値まで上げたとしても、Ｑｖ＝Ｗａの関係を実現するには不十分である場合には、比較演算部３４は、更に、ベルトフィーダー９のインバータモータ１０の回転速度を低減させて、回収砂の投入量を低減させることにより、単位時間当たりの蒸発すべき水蒸気量を低減させることを検討する。そのために、上記の風量の場合と同様に、単位時間当たりの回収砂量の適切な値を算出する。その後、比較演算部３４は、空気導入装置６のインバータモータ１５に関する制御操作に加えて、回収砂の投入量が算出された値になるようにベルトフィーダー９のインバータモータ１０を調整させる制御操作を、制御部３５に送信する。
【００７５】
ただし、回収砂の投入量を減らしすぎると、後工程である造型工程で必要とする砂量を下回り、決められた造型スピードを守るための最低限造型機に供給すべき砂量を確保できなくなるため、単位時間当たりの回収砂量Ｇｓに予め設定された下限値ＧｓＬを下回る計算値が算出された場合は下限値ＧｓＬを設定値とする。なお、下限値ＧｓＬの設定は制御装置３に予め作業者が入力すること等で設定される。
【００７６】
上記によってもＱｖ＝Ｗａの関係を実現するには不十分であると比較演算部３４が判断した場合には、比較演算部３４は、更に、空気加熱装置１３における設定温度を上昇させて、導入空気の温度を上昇させることにより、単位時間あたりに導入される導入空気が持ち得る水蒸気量を増加させることを検討する。そのために、上記の場合と同様に、導入空気の絶対湿度の適切な値を算出する。その後、比較演算部３４は、空気導入装置６のインバータモータ１５に関する制御操作、及び、ベルトフィーダー９のインバータモータ１０に関する制御操作に加えて、空気加熱装置１３を、導入空気の温度を算出された値に上昇させる制御操作を、制御部３５に送信する。
【００７７】
制御部３５は、制御操作を受信して、制御操作に基づいて、ベルトフィーダー９のインバータモータ１０、空気導入装置６のインバータモータ１５、及び空気加熱装置１３を制御する。
【００７８】
ステップＳ５における比較の結果、Ｑｖ＝Ｗａとなっている場合（状態２）においては、単位時間当たりの蒸発すべき水蒸気量が、単位時間あたりに導入される導入空気が既に有する湿度に加えて持ち得る水蒸気量と等しくなっている。これは、最も理想的な状態であるため、比較演算部３４は特別な制御操作を決定せず、現状を維持するように、制御部３５に送信する（ステップＳ７）。
【００７９】
制御部３５は、上記した現状維持の指示を、制御操作として受信する。ベルトフィーダー９のインバータモータ１０、空気導入装置６のインバータモータ１５、及び空気加熱装置１３に対しては、現状を維持するように制御を続ける。
【００８０】
ステップＳ５における比較の結果、Ｑｖ＜Ｗａとなっている場合（状態３）においては、単位時間当たりの蒸発すべき水蒸気量が、単位時間あたりに導入される導入空気が既に有する湿度に加えて持ち得る水蒸気量より小さい場合であるため、光熱費の低減や、単位時間当たりの冷却処理量の増加のために、風量の低減、回収砂の投入量の増加のいずれか一方または双方により、状態２の状態にするための制御操作を決定する（ステップＳ８）。
【００８１】
より具体的には、比較演算部３４は、まず、空気導入装置６のインバータモータ１５の回転速度を低減させて風量を低減させ、単位時間当たりに導入される導入空気量を低減させることにより、単位時間あたりに導入される導入空気が持ち得る水蒸気量を低減させることを検討する。風量の適切な値は、状態１において記載したものと同様な要領で算出される。その後、比較演算部３４は、風量が算出された値になるように空気導入装置６のインバータモータ１５を調整させる制御操作を、制御部３５に送信する。
【００８２】
ただし、風量を減らしすぎて、砂冷却装置５内で発塵する粉塵を集塵できなくなることを防ぐため、風量は砂冷却装置５内の粉塵を集塵できる程度の値より低くならないようにする必要がある。
【００８３】
比較演算部３４の算出した風量の値によって、Ｑｖ＝Ｗａの関係を実現するには不十分である場合には、比較演算部３４は、更に、ベルトフィーダー９のインバータモータ１０の回転速度を増加させて、回収砂の投入量を増加させることにより、単位時間当たりの蒸発すべき水蒸気量を増加させることを検討する。そのために、状態１の場合と同様に、回収砂の投入量、すなわち、単位時間当たりの回収砂量Ｇｓの適切な値を算出する。その後、比較演算部３４は、空気導入装置６のインバータモータ１５に関する制御操作に加えて、回収砂の投入量が算出された値になるようにベルトフィーダー９のインバータモータ１０を調整させる制御操作を、制御部３５に送信する。
【００８４】
制御部３５は、制御操作を受信して、制御操作に基づいて、ベルトフィーダー９のインバータモータ１０、及び空気導入装置６のインバータモータ１５を制御する。
【００８５】
上記したステップＳ６〜Ｓ８における、ベルトフィーダー９のインバータモータ１０、空気導入装置６のインバータモータ１５、及び空気加熱装置１３の制御の後には、回収砂冷却システム１における、回収砂の投入量、導入空気の風量、導入空気の温度が、Ｑｖ＝Ｗａの関係を満たすように、すなわち、単位時間当たりの蒸発すべき水蒸気量が、単位時間あたりに導入される導入空気が既に有する湿度に加えて持ち得る水蒸気量と等しい理想的な状態となるように、変化している。次に説明するステップＳ９以降においては、制御操作によって環境が理想に近く変化した状態における各測定値を各々の測定器により再度測定し、この再測定値から再度単位時間当たりの必要蒸発水量Ｑｖを改めて算出し、再度算出された必要蒸発水量Ｑｖと各再測定値を基に、この理想的な状態における単位時間当たりの適正加水量Ｑｗを決定する。
【００８６】
具体的には、まず、砂水分温度測定器２が、ベルトフィーダー９上を搬送される回収砂の水分量と温度を測定し、測定結果を制御装置３に送信する。ベルトフィーダー９のインバータモータ１０の駆動速度は、ステップＳ６〜Ｓ８によって算出された速度で回収砂を投入するように、制御装置３によって制御されている。（ステップＳ９）。
【００８７】
制御装置３の必要蒸発水量算出部３１が、砂水分温度測定器２から受信した回収砂の温度（Ｔｓ１）、及び、回収砂の投入量、すなわち、制御装置３の管理するインバータモータ１０の駆動速度を換算して取得した、単位時間当たりの回収砂量（Ｇｓ）を基に、式（１）により単位時間当たりの必要蒸発水量Ｑｖを算出する（ステップＳ１０）。
【００８８】
次に、導入空気温度湿度測定器７が、導入空気の温度と湿度を測定し、測定結果を制御装置３に送信する。また、風量測定器１７が、砂冷却装置５へと導入される導入空気の風量を測定し、測定結果を制御装置３に送信する。導入空気の温度と風量は、ステップＳ６〜Ｓ８によって算出された値となるように、制御装置３によって制御されている（ステップＳ１１）。
【００８９】
制御装置３の蒸発許容水蒸気量算出部３２が、導入空気温度湿度測定器７から受信した導入空気の温度（Ｔａ１）、絶対湿度（Ｘ１）、及び、風量測定器１７から受信した風量（Ｇａ）を基に、式（２）、式（３）により単位時間当たりの蒸発許容水蒸気量Ｗａを算出する（ステップＳ１２）。
【００９０】
制御装置３の適正加水量決定部３３は、上記により算出された単位時間当たりの必要蒸発水量Ｑｖを基に、単位時間当たりの適正加水量Ｑｗを決定する。単位時間当たりの適正加水量Ｑｗは、式（４）を用いて上記したように、単位時間当たりの必要蒸発水量Ｑｖと、回収砂の投入時の水分量に加えて追加すべき水分量との和により算出されている。ステップＳ６〜Ｓ８の処理によって回収砂冷却システム１の環境が調整され、単位時間当たりの必要蒸発水量Ｑｖが適切な値となっているため、これを基に式（４）を基に決定された単位時間当たりの適正加水量Ｑｗも、同様に適切な値を有している。適正加水量決定部３３は、単位時間当たりの適正加水量Ｑｗが決定された値になるように水量調整弁１２を調整させる制御操作を、制御部３５に送信する（ステップＳ１３）。
【００９１】
制御部３５は、適正加水量決定部３３から受信した制御操作に基づいて、水量調整弁１２を制御する。これにより、水源１１から散水装置４に供給される単位時間当たりの水量が適正加水量Ｑｗに調整されて、適正な水分量を有する加水回収砂が生成される（ステップＳ１４）。
【００９２】
散水装置４は、加水回収砂を撹拌して水分を分散させる。砂冷却装置５は、散水装置４が排出した、撹拌された加水回収砂を、砂冷却装置５内に導入された導入空気に接触させて、水の蒸発潜熱により冷却する。
【００９３】
砂冷却装置５は、冷却した冷却回収砂を、モータ１９によって駆動されているベルトコンベア１８上に排出する。ベルトコンベア１８は、砂冷却装置５から排出された冷却回収砂を、混練装置（図示無し）等の、次の工程に搬送する。
【００９４】
砂冷却装置５において、水の蒸発と砂からの伝熱により温度、湿度が高まった排出空気は、集塵装置１４に導入される。集塵装置１４は、導入された空気の粉塵を除去し、粉塵が除去された空気を外気へ排出する。
【００９５】
図４においては、ステップＳ１４の処理の後に、後述する、冷却回収砂の水分量と温度による動作補正を行うか否かを判定している。動作補正を行うか否かは、回収砂冷却システム１の、例えば制御装置３に予め作業者が入力した設定値等に基づいて判断される。動作補正を行う場合は、ステップＳ２１として示されている動作補正処理に処理を移す（ステップＳ２０）。
【００９６】
冷却回収砂の水分量と温度による動作補正を行わない場合は、後述する、排出空気の温度と湿度による動作補正を行うか否かを判定している。動作補正を行うか否かは、回収砂冷却システム１の、例えば制御装置３に予め作業者が入力した設定値等に基づいて判断される。動作補正を行う場合は、ステップＳ４１として示されている動作補正処理に処理を移す（ステップＳ４０）。
【００９７】
排出空気の温度と湿度による動作補正を行わない場合は、本回収砂冷却システム１の一連の処理を継続するか否かを判定する。処理を継続するか否かは、回収砂冷却システム１の、例えば制御装置３に予め作業者が入力した設定値等に基づいて判断される。処理を継続して実行する場合は、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１以降の処理を繰り返す。ステップＳ１に戻ることにより、後述する補正操作等で回収砂量や風量等が変更された場合においては、各測定値が再度測定され、単位時間当たりの必要蒸発水量Ｑｖ、及び単位時間当たりの蒸発許容水蒸気量Ｗａが再計算されて、値が更新される。実行しない場合は本回収砂冷却システム１の一連の処理を終了する（ステップＳ６０）。
【００９８】
（冷却回収砂の水分量と温度による動作補正に関する制御装置３の追加構成）
次に、冷却回収砂の水分量と温度による動作補正に関する制御装置３の構成について説明する。冷却回収砂の水分量と温度による動作補正を行うために、制御装置３は、図２に示されるように、第１補正量算出部３６を備えている。
【００９９】
上記したような適正加水量の決定と散水指示においては、単位時間当たりの必要蒸発水量Ｑｖと単位時間当たりの蒸発許容水蒸気量Ｗａを比較し、その比較結果によって、導入空気の風量、回収砂の投入量、導入空気の温度のいずれかまたはいずれかの組み合わせを調整し、その上で単位時間当たりの適正加水量Ｑｗを決定している。しかし、この処理は、砂冷却装置５の、例えば冷却効率等の実際の能力を考慮したものではない。
【０１００】
砂冷却装置５の実際の能力を考慮するために、適正加水量決定部３３が適正加水量Ｑｗを決定し、水量調整弁１２を制御して、水源１１から散水装置４に供給される水量が適正加水量Ｑｗに調整された、図３におけるステップＳ１４に相当する処理の後に、第１補正量算出部３６が、砂冷却装置５が排出する冷却回収砂の水分量と温度を基に、風量、回収砂の投入量、適正加水量のいずれかまたはいずれかの組み合わせの補正量を算出する。
【０１０１】
第１補正量算出部３６は、冷却回収砂水分温度測定器２０から、冷却回収砂の水分量Ｗｓ３（％）と温度Ｔｓ３（Ｋ）を受信する。第１補正量算出部３６は、これらの値を、上記した、冷却回収砂の目標水分量Ｗｓ２（％）、及び、冷却目標温度Ｔｓ２（Ｋ）と、それぞれ比較する。
【０１０２】
後に第１補正量算出部３６による動作補正方法を説明する際に使用される図５にも示されるように、この比較結果として、例えば、Ｗｓ３＞Ｗｓ２かつＴｓ３＞Ｔｓ２が成立する場合（状態Ａ）、Ｗｓ３＜Ｗｓ２かつＴｓ３＞Ｔｓ２が成立する場合（状態Ｂ）、Ｗｓ３＞Ｗｓ２かつＴｓ３＜Ｔｓ２が成立する場合（状態Ｃ）、及び、Ｗｓ３＜Ｗｓ２かつＴｓ３＜Ｔｓ２が成立する場合（状態Ｄ）の、いずれかの状態となる可能性がある。第１補正量算出部３６は、Ｗｓ３とＷｓ２、及びＴｓ３とＴｓ２がどの関係にあるかにより、空気導入装置６のインバータモータ１５、ベルトフィーダー９のインバータモータ１０、水量調整弁１２のいずれかまたはいずれかの組み合わせを制御して、風量、回収砂の投入量、適正加水量のいずれかまたはいずれかの組み合わせの補正量を算出し、算出された補正量分だけ各装置を制御するための補正制御操作を決定する。以下、状態Ａ〜Ｄの各々の場合に決定される補正制御操作について、詳細に説明する。
【０１０３】
状態Ａにおいては、Ｗｓ３＞Ｗｓ２かつＴｓ３＞Ｔｓ２となっており、砂冷却装置５が排出する冷却回収砂の水分量と温度が共に、目標値よりも高い状態である。これは、散水装置４における散水量は十分であるが、加水回収砂と導入空気が十分に接触していないために、砂冷却装置５における水分の蒸発が不十分であり、蒸発潜熱により加水回収砂が十分に冷却されていない状態である。
【０１０４】
この状態Ａにおいては、第１補正量算出部３６は、まず、空気導入装置６のインバータモータ１５の回転速度を増加させて風量を増加させ、単位時間当たりに導入される導入空気が持ち得る水蒸気量を増加させることを検討する。風量の増加量は、増加後に、Ｗｓ３がＷｓ２に、かつ、Ｔｓ３がＴｓ２に、それぞれ等しい状態になるように設定すればよい。したがって、風量の増加量は、式（１）〜（４）と、Ｗｓ３＝Ｗｓ２、及び、Ｔｓ３＝Ｔｓ２の各関係を基に算出する。その後、第１補正量算出部３６は、風量が算出された値になるように空気導入装置６のインバータモータ１５を調整させる補正制御操作を、制御部３５に送信する。
【０１０５】
第１補正量算出部３６の算出した風量の値が、空気導入装置６のインバータモータ１５の能力限界を超える場合、あるいは、空気導入装置６のインバータモータ１５の能力限界と同等の値まで上げたとしても、上記目標値を実現するには不十分である場合には、第１補正量算出部３６は、更に、ベルトフィーダー９のインバータモータ１０の回転速度を低減させて、回収砂の投入量を低減させることを検討する。回収砂の投入量は、式（１）〜（４）を基に算出される。その後、第１補正量算出部３６は、空気導入装置６のインバータモータ１５に関する補正制御操作に加えて、回収砂の投入量が算出された値になるようにベルトフィーダー９のインバータモータ１０を調整させる補正制御操作を、制御部３５に送信する。
【０１０６】
ただし、回収砂の投入量を減らしすぎると、後工程である造型工程で必要とする砂量を下回り、決められた造型スピードを守るための最低限造型機に供給すべき砂量を確保できなくなるため、単位時間当たりの回収砂量Ｇｓに予め設定された下限値ＧｓＬを下回る計算値が算出された場合は下限値ＧｓＬを設定値とする。なお、下限値ＧｓＬの設定は制御装置３に予め作業者が入力すること等で設定される。
【０１０７】
状態Ｂにおいては、Ｗｓ３＜Ｗｓ２かつＴｓ３＞Ｔｓ２となっており、砂冷却装置５が排出する冷却回収砂の水分量が目標値より低く、温度が目標値よりも高い状態である。これは、散水装置４における散水量が不足しているために、砂冷却装置５において水分が十分に蒸発しておらず、蒸発潜熱による加水回収砂の冷却が不十分である状態である。
【０１０８】
この状態Ｂにおいては、第１補正量算出部３６は、水量調整弁１２の開度を増加させて、散水装置４へ供給する水量を増加させることを検討する。水量は、状態Ａの場合と同様に、式（１）〜（４）を基に算出される。その後、第１補正量算出部３６は、水量が算出された値になるように水量調整弁１２の開度を増加させる補正制御操作を、制御部３５に送信する。
【０１０９】
状態Ｃにおいては、Ｗｓ３＞Ｗｓ２かつＴｓ３＜Ｔｓ２となっており、砂冷却装置５が排出する冷却回収砂の水分量が目標値より高く、温度が目標値よりも低い状態である。これは、散水装置４における散水量が多すぎるために、砂冷却装置５において加水回収砂が十分に冷却されている一方で、蒸発されなかった、目標を上回る余剰な水分が、冷却回収砂に多く残されている状態である。
【０１１０】
この状態Ｃにおいては、第１補正量算出部３６は、水量調整弁１２の開度を低減させて、散水装置４へ供給する水量を低減させることを検討する。水量は、状態Ａの場合と同様に、（１）〜（４）を基に算出される。その後、第１補正量算出部３６は、水量が算出された値になるように水量調整弁１２の開度を低減させる補正制御操作を、制御部３５に送信する。
【０１１１】
状態Ｄにおいては、Ｗｓ３＜Ｗｓ２かつＴｓ３＜Ｔｓ２となっており、砂冷却装置５において加水回収砂は十分に冷却されているが、散水量が少ないために、冷却回収砂の水分量が低い状態である。
【０１１２】
この状態Ｄにおいては、第１補正量算出部３６は、水量調整弁１２の開度を増加させて、散水装置４へ供給する水量を増加させることを検討する。水量は、状態Ａの場合と同様に、式（１）〜（４）を基に算出される。その後、第１補正量算出部３６は、水量が算出された値になるように水量調整弁１２の開度を増加させる補正制御操作を、制御部３５に送信する。
【０１１３】
もしくは、第１補正量算出部３６は、空気導入装置６のインバータモータ１５の回転速度を低減させて風量を低減させ、これにより蒸発量を低減させることを検討する。風量の低減量は、状態Ａの場合と同様に、式（１）〜（４）を基に算出される。その後、第１補正量算出部３６は、風量が算出された値になるように空気導入装置６のインバータモータ１５を調整させる補正制御操作を、制御部３５に送信する。
【０１１４】
ただし、風量を減らしすぎて、砂冷却装置５内で発塵する粉塵を集塵できなくなることを防ぐため、風量は砂冷却装置５内の粉塵を集塵できる程度の値より低くならないようにする必要がある。
【０１１５】
制御部３５は、第１補正量算出部３６から送信された補正制御操作を受信し、実行して、ベルトフィーダー９のインバータモータ１０、水量調整弁１２、空気導入装置６のインバータモータ１５のいずれかまたはいずれかの組み合わせを制御する。
【０１１６】
（冷却回収砂の水分量と温度による動作補正方法）
次に、上記の回収砂冷却システム１における、上記した第１補正量算出部３６を使用した、冷却回収砂の水分量と温度による動作補正方法を、図１から図５を用いて説明する。本方法は、図４に記載のステップＳ２１に相当するものであり、適正加水量の決定と散水指示方法において説明した、ステップＳ１〜Ｓ２０の後に実行されるものである。
【０１１７】
まず、適正加水量の決定と散水指示方法（ステップＳ１〜Ｓ２０）を実行する。ステップＳ２０において、冷却回収砂の水分量と温度による動作補正を行うか否かが判定され、動作補正を行う旨の設定がなされている場合に、ステップＳ２１として記載された補正処理を行う。図５は、補正処理Ｓ２１の詳細を示すものである。
【０１１８】
補正処理Ｓ２１においては、まず、冷却回収砂水分温度測定器２０が、ベルトコンベア１８上を搬送される冷却回収砂の水分量と温度を測定し、測定結果を制御装置３に送信する（ステップＳ２２）。
【０１１９】
制御部３５の第１補正量算出部３６は、冷却回収砂水分温度測定器２０から、冷却回収砂の水分量Ｗｓ３（％）、と温度Ｔｓ３（Ｋ）を受信し、これらの値を、上記した、冷却回収砂の目標水分量Ｗｓ２（％）、及び、冷却目標温度Ｔｓ２（Ｋ）と、それぞれ比較する（ステップＳ２３）。これにより、砂冷却装置５が冷却回収砂の温度や水分量の目標を満たすように加水回収砂を冷却しているか否か、満たしている場合であっても目標よりも過剰に冷却していないか、等を判断する。
【０１２０】
この比較の結果、Ｗｓ３＞Ｗｓ２かつＴｓ３＞Ｔｓ２となっている場合（状態Ａ）は、散水装置４における散水量は十分であるが、加水回収砂と導入空気が十分に接触していないために、砂冷却装置５における水分の蒸発が不十分であり、蒸発潜熱により加水回収砂が十分に冷却されていない状態である。したがって、Ｗｓ３がＷｓ２に、かつ、Ｔｓ３がＴｓ２に、それぞれ等しい状態にするための、制御操作を決定する（ステップＳ２４）。
【０１２１】
より具体的には、第１補正量算出部３６は、まず、空気導入装置６のインバータモータ１５の回転速度を増加させて風量を増加させ、単位時間当たりに導入される導入空気が持ち得る水蒸気量を増加させることを検討する。風量の増加量は、式（１）〜（４）を基に算出する。その後、第１補正量算出部３６は、風量が算出された値になるように空気導入装置６のインバータモータ１５を調整させる補正制御操作を、制御部３５に送信する。
【０１２２】
第１補正量算出部３６の算出した風量の値が、空気導入装置６のインバータモータ１５の能力限界を超える場合、あるいは、空気導入装置６のインバータモータ１５の能力限界と同等の値まで上げたとしても、上記目標値を実現するには不十分である場合には、第１補正量算出部３６は、更に、ベルトフィーダー９のインバータモータ１０の回転速度を低減させて、回収砂の投入量を低減させることを検討する。回収砂の投入量は、式（１）〜（４）を基に算出される。その後、第１補正量算出部３６は、空気導入装置６のインバータモータ１５に関する補正制御操作に加えて、回収砂の投入量が算出された値になるようにベルトフィーダー９のインバータモータ１０を調整させる補正制御操作を、制御部３５に送信する。
【０１２３】
ただし、回収砂の投入量を減らしすぎると、後工程である造型工程で必要とする砂量を下回り、決められた造型スピードを守るための最低限造型機に供給すべき砂量を確保できなくなるため、単位時間当たりの回収砂量Ｇｓに予め設定された下限値ＧｓＬを下回る計算値が算出された場合は下限値ＧｓＬを設定値とする。なお、下限値ＧｓＬの設定は制御装置３に予め作業者が入力すること等で設定される。
【０１２４】
ステップＳ２３における比較の結果、Ｗｓ３＜Ｗｓ２かつＴｓ３＞Ｔｓ２となっている場合（状態Ｂ）は、散水装置４における散水量が不足しているために、砂冷却装置５において水分が十分に蒸発しておらず、蒸発潜熱による加水回収砂の冷却が不十分である状態である。この場合においても、Ｗｓ３がＷｓ２に、かつ、Ｔｓ３がＴｓ２に、それぞれ等しい状態にするための、制御操作を決定する（ステップＳ２５）。
【０１２５】
より具体的には、第１補正量算出部３６は、水量調整弁１２の開度を増加させて、散水装置４へ供給する水量を増加させることを検討する。水量は、式（１）〜（４）を基に算出される。その後、第１補正量算出部３６は、水量が算出された値になるように水量調整弁１２の開度を増加させる補正制御操作を、制御部３５に送信する。
【０１２６】
ステップＳ２３における比較の結果、Ｗｓ３＞Ｗｓ２かつＴｓ３＜Ｔｓ２となっている場合（状態Ｃ）は、散水装置４における散水量が多すぎるために、砂冷却装置５において加水回収砂が十分に冷却されている一方で、蒸発されなかった、目標を上回る余剰な水分が、冷却回収砂に多く残されている状態である。この場合においても、Ｗｓ３がＷｓ２に、かつ、Ｔｓ３がＴｓ２に、それぞれ等しい状態にするための、制御操作を決定する（ステップＳ２６）。
【０１２７】
より具体的には、第１補正量算出部３６は、水量調整弁１２の開度を低減させて、散水装置４へ供給する水量を低減させることを検討する。水量は、式（１）〜（４）を基に算出される。その後、第１補正量算出部３６は、水量が算出された値になるように水量調整弁１２の開度を低減させる補正制御操作を、制御部３５に送信する。
【０１２８】
ステップＳ２３における比較の結果、Ｗｓ３＜Ｗｓ２かつＴｓ３＜Ｔｓ２となっている場合（状態Ｄ）は、砂冷却装置５において加水回収砂は十分に冷却されているが、散水量が少ないために、冷却回収砂の水分が低い状態である。この場合においても、Ｗｓ３がＷｓ２に、かつ、Ｔｓ３がＴｓ２に、それぞれ等しい状態にするための、制御操作を決定する（ステップＳ２７）。
【０１２９】
より具体的には、第１補正量算出部３６は、水量調整弁１２の開度を増加させて、散水装置４へ供給する水量を増加させることを検討する。水量は、式（１）〜（４）を基に算出される。その後、第１補正量算出部３６は、水量が算出された値になるように水量調整弁１２の開度を増加させる補正制御操作を、制御部３５に送信する。
【０１３０】
もしくは、第１補正量算出部３６は、空気導入装置６のインバータモータ１５の回転速度を低減させて風量を低減させ、これにより蒸発量を低減させることを検討する。風量の低減量は、式（１）〜（４）を基に算出される。その後、第１補正量算出部３６は、風量が算出された値になるように空気導入装置６のインバータモータ１５を調整させる補正制御操作を、制御部３５に送信する。
【０１３１】
ただし、風量を減らしすぎて、砂冷却装置５内で発塵する粉塵を集塵できなくなることを防ぐため、風量は砂冷却装置５内の粉塵を集塵できる程度の値より低くならないようにする必要がある。
【０１３２】
制御部３５は、補正制御操作を受信して、補正制御操作に基づいて、ベルトフィーダー９のインバータモータ１０、水量調整弁１２、空気導入装置６のインバータモータ１５のいずれかまたはいずれかの組み合わせを制御する（ステップＳ２８）。
【０１３３】
その後、図４に示されたステップＳ４０を実行する。既に説明したように、ステップＳ２０において、図５を用いて説明した補正処理Ｓ２１を実行しないと判断した場合においても、上記したように、ステップＳ４０を実行する。ステップＳ４０においては、後述する、排出空気の温度と湿度による動作補正を行うか否かを判定する。この動作補正を行うか否かは、回収砂冷却システム１の、例えば制御装置３に予め作業者が入力した設定値等に基づいて判断される。動作補正を行う場合は、ステップＳ４１として示されている後述の動作補正処理に処理を移す。
【０１３４】
排出空気の温度と湿度による動作補正を行わない場合は、本回収砂冷却システム１の一連の処理を継続するか否かを判定する。処理を継続するか否かは、回収砂冷却システム１の、例えば制御装置３に予め作業者が入力した設定値等に基づいて判断される。処理を継続して実行する場合は、ステップＳ１以降の処理を繰り返す。ステップＳ１に戻ることにより、本補正操作等で回収砂量や風量等が変更された場合においては、各測定値が再度測定され、単位時間当たりの必要蒸発水量Ｑｖ、及び単位時間当たりの蒸発許容水蒸気量Ｗａが再計算されて、値が更新される。実行しない場合は本回収砂冷却システム１の一連の処理を終了する（ステップＳ６０）。
【０１３５】
なお、急激に回収砂冷却システム１内の環境を変えると、回収砂の品質劣化、システムの誤動作や破損等が発生する恐れがある。したがって、動作補正処理の実行においては、２〜１０秒ほどの間に、各補正量の０．５〜２．０％程度の速度で、各装置を補正制御するのが望ましい。
【０１３６】
（排出空気の温度と湿度による動作補正に関する制御装置３の追加構成）
次に、排出空気の温度と湿度による動作補正に関する制御装置３の構成について説明する。排出空気の温度と湿度による動作補正を行うために、制御装置３は、図２に示されるように、第２補正量算出部３７を備えている。
【０１３７】
本実施形態においては、図３におけるステップＳ１〜Ｓ１４に相当する、適正加水量の決定と散水指示の後に、または、図４におけるステップＳ２１に相当する、冷却回収砂の水分と温度による動作補正の後に、第２補正量算出部３７が、砂冷却装置５が排出する排出空気の温度と湿度を基に、風量、回収砂の投入量、導入空気の温度のいずれかまたはいずれかの組み合わせの補正量を算出する。
【０１３８】
より詳細には、第２補正量算出部３７は、排出空気温度湿度測定器１６から、排出空気の温度と湿度を受信する。第２補正量算出部３７は、これらの値から、当該温度における相対湿度の値を算出する。
【０１３９】
この相対湿度の値が、例えば９５％以上の、１００％に近い値である場合においては、砂冷却装置５や、空気流路を構成する送風管内で結露が発生する可能性がある。結露の防止のため、第２補正量算出部３７は、まず、空気導入装置６のインバータモータ１５の回転速度を増加させて風量を増加し、排出空気の相対湿度を、例えば９０〜９５％程度に低減することを検討する。風量の増加量は、式（１）〜（４）を基に算出される。その後、第２補正量算出部３７は、風量が算出された値になるように空気導入装置６のインバータモータ１５を調整させる補正制御操作を、制御部３５に送信する。
【０１４０】
空気導入装置６のインバータモータ１５の補正操作による風量の変更によって結露が十分に防止できない場合には、第２補正量算出部３７は、更に、ベルトフィーダー９のインバータモータ１０の回転速度を低減させて、回収砂の投入量を低減させることを検討する。回収砂の投入量は、式（１）〜（４）を基に算出される。その後、第２補正量算出部３７は、空気導入装置６のインバータモータ１５に関する補正制御操作に加えて、回収砂の投入量が算出された値になるようにベルトフィーダー９のインバータモータ１０を調整させる補正制御操作を、制御部３５に送信する。
【０１４１】
ただし、回収砂の投入量を減らしすぎると、後工程である造型工程で必要とする砂量を下回り、決められた造型スピードを守るための最低限造型機に供給すべき砂量を確保できなくなるため、単位時間当たりの回収砂量Ｇｓに予め設定された下限値ＧｓＬを下回る計算値が算出された場合は下限値ＧｓＬを設定値とする。なお、下限値ＧｓＬの設定は制御装置３に予め作業者が入力すること等で設定される。
【０１４２】
それでもなお、結露が十分に防止できない場合には、第２補正量算出部３７は、更に、空気加熱装置１３における設定温度を上昇させることを検討する。導入空気の温度は、式（１）〜（４）を基に算出される。その後、第２補正量算出部３７は、空気導入装置６のインバータモータ１５やベルトフィーダー９のインバータモータ１０に関する補正制御操作に加えて、空気加熱装置１３を、導入空気の温度を算出された値に上昇させる制御操作を、制御部３５に送信する。
【０１４３】
制御部３５は、第２補正量算出部３７から送信された補正制御操作を受信し、実行して、空気導入装置６のインバータモータ１５、ベルトフィーダー９のインバータモータ１０、空気加熱装置１３のいずれかまたはいずれかの組み合わせを制御する。
【０１４４】
（排出空気の温度と湿度による動作補正方法）
次に、上記の回収砂冷却システム１の、上記した第２補正量算出部３７を使用した、排出空気の温度と湿度による動作補正方法を、図１から図４、及び図６を用いて説明する。本方法は、図４に記載のステップＳ４１に相当し、適正加水量の決定と散水指示方法において説明した、図３におけるステップＳ１〜Ｓ１４の後に、または、冷却回収砂の水分量と温度による動作補正方法において説明した、ステップＳ２１の後に実行されるものである。
【０１４５】
まず、適正加水量の決定と散水指示方法（ステップＳ１〜Ｓ２０）、及び、冷却回収砂の水分と温度による動作補正方法（ステップＳ２１、Ｓ４０）を実行する。ステップＳ４０において、排出空気の温度と湿度による動作補正を行うか否かが判定され、動作補正を行う旨の設定がなされている場合に、ステップＳ４１として記載された本補正処理を行う。図６は、補正処理Ｓ４１の詳細を示すものである。
【０１４６】
補正処理Ｓ４１においては、まず、排出空気温度湿度測定器１６が、砂冷却装置５から排出される排出空気の温度と湿度を測定し、測定結果を制御装置３に送信する（ステップＳ４２）。
【０１４７】
制御部３５の第２補正量算出部３７は、排出空気温度湿度測定器１６から、排出空気の温度と湿度を受信し、これらの値から、当該温度における相対湿度の値を算出する。更に、第２補正量算出部３７は、算出した相対湿度の値が、例えば９５％以上であるか判定する（ステップＳ４３）。
【０１４８】
この相対湿度の値が、例えば９５％以上の、１００％に近い値である場合においては、結露の防止のために適切な、風量、回収砂の投入量、導入空気の温度のいずれかまたはいずれかの組み合わせの補正量を算出する（ステップＳ４４）。第２補正量算出部３７は、まず、空気導入装置６のインバータモータ１５の回転速度を増加させて、排出空気の相対湿度を、例えば９０〜９５％程度とすることを検討する。風量の増加量は、式（１）〜（４）を基に算出される。その後、第２補正量算出部３７は、風量が算出された値になるように空気導入装置６のインバータモータ１５を調整させる補正制御操作を、制御部３５に送信する。
【０１４９】
空気導入装置６のインバータモータ１５の補正操作による風量の変更によって結露が十分に防止できない場合には、第２補正量算出部３７は、更に、ベルトフィーダー９のインバータモータ１０の回転速度を低減させて、回収砂の投入量を低減させることを検討する。回収砂の投入量は、式（１）〜（４）を基に算出される。その後、第２補正量算出部３７は、空気導入装置６のインバータモータ１５に関する補正制御操作に加えて、回収砂の投入量が算出された値になるようにベルトフィーダー９のインバータモータ１０を調整させる補正制御操作を、制御部３５に送信する。
【０１５０】
ただし、回収砂の投入量を減らしすぎると、後工程である造型工程で必要とする砂量を下回り、決められた造型スピードを守るための最低限造型機に供給すべき砂量を確保できなくなるため、単位時間当たりの回収砂量Ｇｓに予め設定された下限値ＧｓＬを下回る計算値が算出された場合は下限値ＧｓＬを設定値とする。なお、下限値ＧｓＬの設定は制御装置３に予め作業者が入力すること等で設定される。
【０１５１】
それでもなお、結露が十分に防止できない場合には、第２補正量算出部３７は、更に、空気加熱装置１３における設定温度を上昇させることを検討する。導入空気の温度は、式（１）〜（４）を基に算出される。その後、第２補正量算出部３７は、空気導入装置６のインバータモータ１５やベルトフィーダー９のインバータモータ１０に関する補正制御操作に加えて、空気加熱装置１３を、導入空気の温度を算出された値に上昇させる制御操作を、制御部３５に送信する。
【０１５２】
制御部３５は、補正制御操作を受信して、補正制御操作に基づいて、空気導入装置６のインバータモータ１５、ベルトフィーダー９のインバータモータ１０、空気加熱装置１３のいずれかまたはいずれかの組み合わせを制御する（ステップＳ４５）。
【０１５３】
ステップＳ４５の後、または、相対湿度の値が例えば９５％以下であり結露を防止する補正を行う必要がないとステップＳ４３で判断された場合はその直後に、既に説明した、図４に示されるステップＳ６０を実行する。ステップＳ６０において処理を継続して実行する場合は、ステップＳ１以降の処理を繰り返す。ステップＳ１に戻ることにより、本補正操作等で回収砂量や風量等が変更された場合においては、各測定値が再度測定され、単位時間当たりの必要蒸発水量Ｑｖ、及び単位時間当たりの蒸発許容水蒸気量Ｗａが再計算されて、値が更新される。
【０１５４】
なお、冷却回収砂の水分と温度による動作補正と同様に、本動作補正処理の実行においては、２〜１０秒ほどの間に、各補正量の０．５〜２．０％程度の速度で、風量と回収砂の投入量を補正制御するのが望ましい。また、導入空気の温度に関しては、２〜１０秒ほどの間に、補正量の０．５〜３℃程度の速度で補正制御するのが望ましい。
【０１５５】
次に、上記の回収砂冷却システム１及び方法の作用、効果について説明する。
【０１５６】
上記のような構成、方法においては、適正加水量の決定と散水指示において、比較演算部３４が、式（３）により表される、導入空気の温度と湿度を基にした単位時間当たりの蒸発許容水蒸気量Ｗａ（ｋｇ／ｍｉｎ）と、式（１）により表される単位時間当たりの必要蒸発水量Ｑｖ（ｋｇ／ｍｉｎ）とを比較して、加水回収砂の冷却を効果的に行うために、単位時間当たりの導入空気が必要蒸発水量Ｑｖ相当の水蒸気を受け入れられるか否かを判断している。
【０１５７】
その結果、例えば単位時間当たりの必要蒸発水量が、単位時間当たりの蒸発許容水蒸気量より大きい場合（状態１）においては、単位時間当たりの必要蒸発水量を減らす、あるいは単位時間当たりの蒸発許容水蒸気量を増やすように、制御操作を行う。この制御操作による各装置の制御量は、式（１）〜（４）を基に、単位時間当たりの必要蒸発水量と単位時間当たりの蒸発許容水蒸気量が等しくなるように行われる。
【０１５８】
すなわち、導入空気の温度と湿度を基に、導入空気が単位時間当たりにどれだけの量の水蒸気を持ち得るかを判断し、その結果に応じて、回収砂冷却システム内の、回収砂の投入量、散水量、導入空気の温度や風量等の環境を制御、変更している。これにより、導入空気の温度と湿度を考慮した、回収砂冷却システム内の適切な環境が実現可能であるため、例えば季節により温度や湿度が変化するような状況であったとしても、安定した冷却、含水効果を奏することが可能となる。したがって、導入空気の状態によらず、回収砂を確実に目標温度まで冷却することが可能となる。
【０１５９】
また、目標温度まで冷却された冷却回収砂を得るための、すなわち、回収砂冷却システム内の、回収砂の目標温度への冷却に必要十分な環境を実現するための各装置の操作量を演算により求めて、各装置はこの操作量に応じて制御されるため、各装置が制御される回数を低減することが可能である。すなわち、各装置を経験的に制御する場合においては、各装置の制御調整と、その結果変更された環境における各測定器による再測定を何度も繰り返して、回収砂冷却システム内の環境が収束させる必要があるが、本実施形態においてはこのような繰り返しを何度も行う必要がない。したがって、回収砂の冷却をより容易に行うことができる。
【０１６０】
また、単位時間当たりの必要蒸発水量が、単位時間当たりの蒸発許容水蒸気量より小さい場合（状態３）、すなわち、導入空気が十分に水蒸気を吸収しうる状態においても、単位時間当たりの必要蒸発水量と単位時間当たりの蒸発許容水蒸気量が等しくなるような制御操作を行っている。この制御操作として、回収砂の投入量を増やして、単位時間当たりの冷却処理量を増やすことができる場合がある。したがって、回収砂の冷却を効率的に行うことが可能となる。
【０１６１】
また、上記状態３において、風量を減らす制御操作を行うことも可能であり、この場合においては、光熱費を低減することが可能である。
【０１６２】
また、単位時間当たりの適正加水量Ｑｗは、上記のように環境が一旦調整された回収砂冷却システムにおいて、式（４）によって、演算で決定されている。式（４）は、調整後の単位時間当たりの必要蒸発水量Ｑｖに対して、冷却回収砂の目標水分と、散水前の回収砂の水分の差分を加算することにより、適正加水量を求めるものである。すなわち、冷却回収砂の水分は目標水分程度に調整されたものとなっており、冷却回収砂の水分量の調整を効率的に行うことが可能となる。
【０１６３】
また、適正加水量の決定と散水指示処理において、適切な適正加水量Ｑｗを決定し、散水したにもかかわらず、冷却回収砂の水分量と温度が目標値と異なっている場合がある。これは、砂冷却装置５の、例えば冷却能力等の、想定される能力と実際の能力とが異なっている場合が考えられるが、このような場合においても、適正加水量の決定と散水指示処理の後に、冷却回収砂の水分量と温度による動作補正を行い、冷却回収砂の水分量と温度を目標に近づける補正を行っている。したがって、このような場合においても、回収砂を確実に目標温度まで冷却、含水させることが可能となる。
【０１６４】
また、排出空気の温度と湿度による動作補正においては、適正加水量Ｑｗを決定した後に、排出空気の温度と湿度を基に、導入空気の相対湿度が例えば９５％以上の、１００％の近い値である場合に、例えば９０〜９５％程度とするための風量、回収砂の投入量、導入空気の温度のいずれかまたはいずれかの組み合わせの補正量を算出し、各装置を補正制御している。これにより、砂冷却装置５や、空気流路を構成する送風管内における結露を防止することが可能となる。
【０１６５】
なお、本発明の回収砂冷却システム及び回収砂冷却方法は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において他の様々な変形例が考えられる。
【０１６６】
例えば、上記実施形態の、適正加水量の決定と散水指示においては、状態１の場合に、風量の増加、回収砂の投入量の低減、導入空気の温度の上昇を、この順に実施したが、順序はこれに限られず、例えば導入空気の温度の上昇を最初に試みるようにしてもよいし、他の順序であっても構わない。また、この場合において、空気導入装置６のインバータモータ１５、ベルトフィーダー９のインバータモータ１０、及び空気加熱装置１３の、３種類の装置を制御するように制御操作を決定してもよいし、この内の１種類や２種類の装置を制御するように制御操作を決定してもよい。
適正加水量の決定と散水指示の状態３、冷却回収砂の水分と温度による動作補正における状態Ａ及びＤ、及び、排出空気の温度と湿度による動作補正における各処理等の、制御対象となる装置が複数存在する、他の場合についても同様である。
【０１６７】
また、上記実施形態においては、散水装置４と砂冷却装置５は個別に配されて、散水装置４において加水された加水回収砂が砂冷却装置５に供給されていたが、撹拌混合により回収砂に散水した水が分散し、併せて導入した空気と回収砂の接触が十分に行われるものであれば、これらを一体化した散水冷却装置を使用してもよい。
【０１６８】
また、上記実施形態においては、空気導入装置６における風量は、インバータモータ１５によって調整されていたが、これに替えて、空気流路にダンパを設けて、ダンパにより風量を調整する構成であってもよい。
【０１６９】
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
【符号の説明】
【０１７０】
１           回収砂冷却システム
２           砂水分温度測定器
３           制御装置
４           散水装置（散水冷却装置）
５           砂冷却装置（散水冷却装置）
６           空気導入装置
７           導入空気温度湿度測定器
８           ホッパ
９           ベルトフィーダー
１０         インバータモータ
１１         水源
１２         水量調整弁
１３         空気加熱装置
１４         集塵装置
１５         インバータモータ
１６         排出空気温度湿度測定器
１７         風量測定器
１８         ベルトコンベア
１９         モータ
２０         冷却回収砂水分温度測定器
３１         必要蒸発水量算出部
３２         蒸発許容水蒸気量算出部
３３         適正加水量決定部
３４         比較演算部
３５         制御部
３６         第１補正量算出部
３７         第２補正量算出部
【図１】
2018043267.tif 000007
【図２】
2018043267.tif 000008
【図３】
2018043267.tif 000009
【図４】
2018043267.tif 000010
【図５】
2018043267.tif 000011
【図６】
2018043267.tif 000012