(57)【要約】【課題】焼却灰冷却装置において、装置の大型化を抑えつつ、排出する焼却灰の水分含有量を従来と比較して低減する技術を提案する【解決手段】焼却灰冷却装置は、焼却炉からの焼却灰が投入される水槽部、及び、水槽部から排出口への当該排出口に向けて上る勾配を有する通路が形成された排出通路部を有する貯留槽と、貯留槽の焼却灰を排出口へ向けて押し出す押出機とを、備える。排出通路部の入口の天井に下方へせり出したシール部が設けられており、このシール部によって排出通路部の入口の通路面積が排出通路部の他の部分の通路面積と比較して絞られている。排出通路部の排出口の底レベルはシール部の下端レベルより高く、且つ、貯留槽に貯留された冷却水の水面レベルはシール部の下端レベルよりも低い。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却炉からの焼却灰が投入される水槽部、及び、前記水槽部から排出口への当該排出口に向けて上る勾配を有する通路が形成された排出通路部を有する貯留槽と、
前記貯留槽の前記焼却灰を前記排出口へ向けて押し出す押出機とを、備え、
前記排出通路部の入口の天井に下方へせり出したシール部が設けられており、当該シール部によって前記入口の通路面積が前記排出通路部の他の部分の通路面積と比較して絞られており、
前記排出口の底レベルは前記シール部の下端レベルより高く、且つ、前記貯留槽に貯留された冷却水の水面レベルは前記シール部の下端レベルよりも低い、
焼却灰冷却装置。
【請求項２】
前記シール部が、昇降板により形成されてなる、
請求項１に記載の焼却灰冷却装置。
【請求項３】
前記昇降板の下端レベルの昇降範囲が、前記排出口の底レベルより低く且つ前記水面レベルより高い範囲を含む、請求項２に記載の焼却灰冷却装置。
【請求項４】
前記昇降板を昇降駆動するアクチュエータ、前記アクチュエータを制御する昇降板制御装置、及び、前記入口の前記焼却灰の表面レベルを計測する焼却灰レベル計を更に備え、
前記昇降板制御装置は、前記昇降板の下端レベルが前記焼却灰の表面レベルより所定高さだけ低くなるように、前記焼却灰レベル計の計測値に基づいて前記アクチュエータを動作させる、
請求項２又は３に記載の焼却灰冷却装置。
【請求項５】
前記貯留槽の前記水槽部へ落下した前記焼却灰へ向けて散水する第１散水装置と、
前記第１散水装置によって散水された後の前記焼却灰の水分含有量を測定する第１水分計と、
前記第１水分計で測定された前記焼却灰の水分含有量に基づいて前記第１散水装置の散水量を調節する制御装置とを、更に備える、
請求項１に記載の焼却灰冷却装置。
【請求項６】
前記制御装置は、
前記貯留槽に前記焼却灰が落下してから所定のタイミングで基本散水処理を行って、前記第１散水装置に所定の基本散水量の散水をさせ、
散水後の前記焼却灰の水分含有量を前記第１水分計から取得し、その水分含有量が所定の閾値に満たないときは追加散水処理を行って、前記第１散水装置に所定の追加散水量の散水をさせ、
前記焼却灰の水分含有量が前記閾値を超えるまで、前記追加散水処理を繰り返す、
請求項５に記載の焼却灰冷却装置。
【請求項７】
前記貯留槽の前記排出口へ至った前記焼却灰の水分含有量を測定する第２水分計と、
前記貯留槽の前記排出口へ至った前記焼却灰へ向けて散水する第２散水装置とを、更に備え、
前記制御装置は、
前記貯留槽に前記焼却灰が落下してから所定のタイミングで基本散水処理を行って、前記第１散水装置に所定の基本散水量の散水をさせ、
前記第２水分計で測定された前記焼却灰の出口水分含有量を取得し、前記出口水分含有量が所定の出口閾値に満たないときは出口散水処理を行って、前記第２散水装置に所定の出口散水量の散水をさせ、
前記焼却灰の水分含有量が前記出口閾値を超えるまで、前記出口散水処理を繰り返す、
請求項５に記載の焼却灰冷却装置。
【請求項８】
前記第１水分計が、水分測定カメラである、
請求項５に記載の焼却灰冷却装置。
【請求項９】
前記第１水分計が、前記焼却灰の温度を検出する温度センサと、前記焼却灰の温度と前記焼却灰の水分含有量との相関関係を表す温度−水分含有量相関情報を利用して、前記温度センサの検出値に基づいて前記焼却灰の水分含有量を求める水分含有量演算部とを含む、
請求項５に記載の焼却灰冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼却炉から排出される焼却灰を冷却する焼却灰冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、焼却炉から排出される焼却灰は、冷却水を貯留する貯留槽を有する冷却装置によって冷却される。特許文献１は、この種の焼却灰冷却装置を開示する。
【０００３】
図１０は、従来の焼却灰冷却装置１０１の一例を示す縦断面図である。図１０に示す従来の焼却灰冷却装置１０１は、焼却灰を冷却する冷却水が貯留される貯留槽２と、冷却された焼却灰を押し出して槽外へ排出する押出機３とを備えている。貯留槽２は、焼却炉から落下してきた焼却灰を受ける水槽部２１と、水槽部２１と連結された排出通路部２２とを一体的に備えている。排出通路部２２の出口である貯留槽２の排出口２４は、水槽部２１の液面よりも上方に設けられている。水槽部２１には、この排出口２４の底レベルＬ３より少し低い位置を水面レベルＬ１として冷却水が貯留される。水槽部２１の焼却灰は、押出機３によって排出通路部２２へ向けて押し出され、排出通路部２２を通じて排出口２４から槽外へ排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−４４９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のものを含む従来の焼却灰冷却装置１０１では、排出通路部２２の排出口２４の底レベルＬ３の直ぐ下に水面レベルＬ１がある。このような構成によって、焼却灰が十分に冷却される一方、排出口２４から排出される焼却灰は水切りが不十分であって水分含有量が高い。水分含有量の高い焼却灰は重く、その焼却灰を次工程へ輸送する際に輸送コストが嵩む。輸送コストを抑え、且つ、輸送時の飛散を抑えるためには、焼却灰冷却装置から排出される焼却灰の水分含有量は、１０〜２０％程度が適切である。
【０００６】
焼却灰の水切りを行うために、排出通路部２２を延長することも考えられるが、排出通路部２２が長くなると、排出口２４の位置が高くなり、総じて装置が巨大化する。焼却灰冷却装置は、焼却炉に付帯する装置であり、コンパクトであることが望ましい。
【０００７】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、焼却灰冷却装置において、装置の大型化を抑えつつ、排出する焼却灰の水分含有量を従来と比較して低減する技術を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る焼却灰冷却装置は、
焼却炉からの焼却灰が投入される水槽部、及び、前記水槽部から排出口への当該排出口に向けて上る勾配を有する通路が形成された排出通路部を有する貯留槽と、
前記貯留槽の前記焼却灰を前記排出口へ向けて押し出す押出機とを、備え、
前記排出通路部の入口の天井に下方へせり出したシール部が設けられており、当該シール部によって前記入口の通路面積が前記排出通路部の他の部分の通路面積と比較して絞られており、
前記排出口の底レベルは前記シール部の下端レベルより高く、且つ、前記貯留槽に貯留された冷却水の水面レベルは前記シール部の下端レベルよりも低いことを特徴としている。
【０００９】
排出通路部を通過する焼却灰は、水面レベルで水から上がって、そこから排出口まで水切りされながら移動する。上記構成の記焼却灰冷却装置では、排出口の底レベルよりもシール部の下端レベルが低く、シール部の下端レベルよりも水面レベルが低いので、従来の焼却灰冷却装置（図１０、参照）と比較して、排出通路部における水面レベルから排出口までの水切り通路の長さをより長く確保することができる。このように水切り通路が長いことによって、排出口から排出される焼却灰の水分含有量を従来と比較して低減することができる。つまり、上記焼却灰冷却装置によれば、装置の大型化を抑えつつ、排出する焼却灰の水分含有量を従来と比較して低減することができる。
【００１０】
上記焼却灰冷却装置において、前記シール部が、昇降板により形成されていてよい。ここで、前記昇降板の下端レベルの昇降範囲は、前記排出口の底レベルより低く且つ前記水面レベルより高い範囲を含む。
【００１１】
このように、昇降板によって形成されたシール部では、シール部の下端レベルが変位可能である。これにより、排出通路部の入口に存在する焼却灰の表面レベルに応じてシール部の下端レベルを変化させて、シール部と焼却灰からなる気密性の高いマテリアルシールを排出通路部の入口に形成することができる。
【００１２】
また、上記焼却灰冷却装置が、前記昇降板を昇降駆動するアクチュエータ、前記アクチュエータを制御する昇降板制御装置、及び、前記入口の前記焼却灰の表面レベルを計測する焼却灰レベル計を更に備え、前記昇降板制御装置は、前記昇降板の下端レベルが前記焼却灰の表面レベルより所定高さだけ低くなるように、前記焼却灰レベル計の計測値に基づいて前記アクチュエータを動作させてよい。
【００１３】
このような昇降板制御装置の制御により、昇降板の下端レベル(即ち、シール部の下端レベル)は自動的に焼却灰中に保持される。よって、排出通路部の入口の焼却灰の表面レベルが変動しても、排出通路部の入口に形成されたシール部と焼却灰からなるマテリアルシールの気密性が保持される。
【００１４】
上記焼却灰冷却装置が、前記貯留槽の前記水槽部へ落下した前記焼却灰へ向けて散水する第１散水装置と、前記第１散水装置によって散水された後の前記焼却灰の水分含有量を測定する第１水分計と、前記第１水分計で測定された前記焼却灰の水分含有量に基づいて前記第１散水装置の散水量を調節する制御装置とを、更に備えていてよい。
【００１５】
このように、貯留槽に投入された焼却灰を散水によって冷却することで、従来の焼却灰冷却装置（図１０、参照）のように焼却灰を冷却水に浸ける必要がない。これにより、貯留槽に貯留される冷却水の水面レベルを従来の焼却灰冷却装置（図１０、参照）と比較して下げることができる。そして、貯留槽の水面レベルを下げることによって、排出通路部における水面レベルから排出口までの水切り通路をより長くすることができる。
【００１６】
また、上記焼却灰冷却装置において、前記制御装置は、前記貯留槽に前記焼却灰が落下してから所定のタイミングで基本散水処理を行って、前記第１散水装置に所定の基本散水量の散水をさせ、散水後の前記焼却灰の水分含有量を前記第１水分計から取得し、その水分含有量が所定の閾値に満たないときは追加散水処理を行って、前記第１散水装置に所定の追加散水量の散水をさせ、前記焼却灰の水分含有量が前記閾値を超えるまで、前記追加散水処理を繰り返してよい。
【００１７】
このように、焼却灰の水分含有量に応じて追加散水処理を行うことにより、過剰な散水を避けて、貯留槽の水面レベルの上昇を抑えることができる。
【００１８】
また、上記焼却灰冷却装置は、前記貯留槽の前記排出口へ至った前記焼却灰の水分含有量を測定する第２水分計と、前記貯留槽の前記排出口へ至った前記焼却灰へ向けて散水する第２散水装置とを、更に備えていてよい。この場合、前記制御装置は、前記貯留槽に前記焼却灰が落下してから所定のタイミングで基本散水処理を行って、前記第１散水装置に所定の基本散水量の散水をさせ、前記第２水分計で測定された前記焼却灰の出口水分含有量を取得し、前記出口水分含有量が所定の出口閾値に満たないときは出口散水処理を行って、前記第２散水装置に所定の出口散水量の散水をさせ、前記焼却灰の水分含有量が前記出口閾値を超えるまで、前記出口散水処理を繰り返してよい。
【００１９】
このように、貯留槽の排出口に至った焼却灰の水分含有量が出口閾値となるように、必要に応じて出口散水処理が行われることにより、排出口から排出される焼却灰の水分含有量を、出口閾値以上であって出口閾値を大幅に超えない値に制御することができる。これにより、焼却灰冷却装置から排出される焼却灰の水分含有量を、次工程の輸送に適した値となるように調節することができる。
【００２０】
また、上記焼却灰冷却装置において、前記第１水分計（及び／又は、前記第２水分計）が、水分測定カメラであってよい。
【００２１】
或いは、上記焼却灰冷却装置において、前記第１水分計（及び／又は、前記第２水分計）が、前記焼却灰の温度を検出する温度センサと、前記焼却灰の温度と前記焼却灰の水分含有量との相関関係を表す温度−水分含有量相関情報を利用して、前記温度センサの検出値に基づいて前記焼却灰の水分含有量を求める水分含有量演算部とを含んでいてよい。
【００２２】
これにより、一般的には測定の難しい、貯留槽に投入された焼却灰の山の水分を測定することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、焼却灰冷却装置において、装置の大型化を抑えつつ、排出する焼却灰の水分含有量を従来と比較して低減する技術を提案することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る焼却灰冷却装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】図２は、図１に示す焼却灰冷却装置で焼却灰へ散水している様子を示す図である。
【図３】図３は、図１に示す焼却灰冷却装置の制御系統の構成を示す図である。
【図４】図４は、図１に示す焼却灰温度と散水後の焼却灰水分含有量との相関関係を示すグラフである。
【図５】図５は、焼却灰冷却装置の制御の流れを示すフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の第２実施形態に係る焼却灰冷却装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図７】図７は、図６に示す焼却灰冷却装置の制御系統の構成を示す図である。
【図８】図８は、図６に示す焼却灰冷却装置の制御の流れを示すフローチャートである。
【図９】図９は、変形例に係る焼却灰冷却装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図１０】図１０は、従来の焼却灰冷却装置の一例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。本発明に係る焼却灰冷却装置１は、例えば、ストーカ炉などの焼却炉の焼却灰排出口に連設される。
【００２６】
〔第１実施形態〕
先ず、第１実施形態を説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る焼却灰冷却装置１の概略構成を示す縦断面図であり、図２は、図１に示す焼却灰冷却装置で焼却灰へ散水している様子を示す図である。
【００２７】
図１に示す焼却灰冷却装置１は、冷却水を貯留する貯留槽２と、冷却された焼却灰を槽外へ押し出す押出機３と、貯留槽２へ落下した焼却灰に散水する散水装置４（本発明の第１散水装置に該当）と、散水後の焼却灰の水分含有量を測定する水分計６（本発明の第１水分計に該当）と、焼却灰冷却装置１の動作を司る制御装置５とを備えている。貯留槽２から排出される冷却焼却灰は、搬送手段としてのコンベヤ９によって次の処理工程へ搬送される。
【００２８】
貯留槽２は、水槽部２１と、排出通路部２２とを、一体的に備えている。水槽部２１の入口には、焼却炉の焼却灰排出口から落下してきた焼却灰を水槽部２１へ案内する投入シュート２３が接続されている。また、排出通路部２２の出口である排出口２４には、排出口２４から落下した焼却灰をコンベヤ９へ案内する排出シュート２５が接続されている。
【００２９】
水槽部２１は、焼却灰が自然に底部に集まり、且つ、後述する押出機３のラム３１が滑らかに摺動して焼却灰を底部から掻き出せるように、底部が下方へ突となるように湾曲するとともに、図１の紙面と交わる方向に一定幅に形成されている。
【００３０】
水槽部２１には、底部に貯める冷却水を供給するための給水管２６が接続されている。また、水槽部２１には、底部に溜まった冷却水が上限水位を超えないように、上限水位の上方にオーバーフロー管２７が接続されている。
【００３１】
排出通路部２２は、水槽部２１の側部に連接されており、水槽部２１の底部から排出口２４への焼却灰の通路を形成している。排出通路部２２が形成する通路は、排出口２４に向けて上る勾配を有している。
【００３２】
排出通路部２２の入口２８の天井には、下方にせり出したシール部２９が設けられている。本実施形態に係るシール部２９は、側面視Ｖ字状（横断面Ｖ字状）を呈し、排出通路部２２の入口２８の幅方向（図１の紙面と交わる方向）に亘って延びる、下がり天井部材によって形成されている。このシール部２９によって、排出通路部２２の入口２８の通路面積が排出通路部２２の他の部分の通路面積と比較して絞られている。
【００３３】
上記構成の貯留槽２には、焼却灰を冷却するための冷却水が貯められている。冷却水の水面レベルＬ１は、シール部２９の下端レベルＬ２よりも低い。また、シール部２９の下端レベルＬ２は、排出口２４の底レベルＬ３よりも低い。よって、水槽部２１の水面レベルＬ１より高く、シール部２９の下端レベルＬ２よりも低い位置に、オーバーフロー管２７が接続されている。なお、本実施形態では、水面レベルＬ１、シール部２９の下端レベルＬ２、及び、排出口２４の底レベルＬ３は、貯留槽２の槽底レベルＬ０を基準としている。
【００３４】
また、排出通路部２２の入口２８の底レベルＬ４と排出口２４の底レベルＬ３との中間レベルを排出通路部２２の中間レベルＬ５としたときに、シール部２９の下端レベルＬ２は中間レベルＬ５よりも高く、冷却水の水面レベルＬ１は中間レベルＬ５よりも低い。
【００３５】
押出機３は、水槽部２１にある焼却灰に作用するラム３１と、ラム３１の基端部と連結された動作レバー３２と、動作レバー３２を回転させるアクチュエータ３３（図３、参照）とを備えている。アクチュエータ３３は、例えば、油圧アクチュエータ、空気圧アクチュエータなどであってよい。
【００３６】
上記押出機３では、アクチュエータ３３の動作により、動作レバー３２が回転すると、ラム３１の先端部が水槽部２１の底部を滑らかに摺動して、水槽部２１の底部に堆積している焼却灰を排出通路部２２へ向けて押し出す。
【００３７】
図２には、投入シュート２３を通じて水槽部２１に焼却灰が投入された直後の焼却灰冷却装置１の様子が示されている。水槽部２１に落下した焼却灰は、山のように堆積している。散水装置４は、このような堆積した焼却灰Ａに向けて散水するものである。散水装置４は、少なくとも１つの散水ノズル４１と、散水ノズル４１へ冷却水を送る散水管４２と、散水管４２に設けられた散水弁４３とを含む。
【００３８】
散水ノズル４１は、上記のように堆積した焼却灰Ａに散水できるように、貯留槽２の投入側であって、投入シュート２３又は水槽部２１に設けられている。散水管４２は、図示されない冷却水源と接続されており、冷却水源から散水ノズル４１へ冷却水を供給する。本実施形態に係る散水管４２は、給水管２６と冷却水源を共用しているが、これには限定されない。散水弁４３は、開度を変化させることにより、散水ノズル４１から噴出する水滴の流量を調節することができる。散水弁４３は、例えば、その開度が制御装置５によって制御される電磁弁であってよい。
【００３９】
水分計６は、散水装置４による散水で冷却された後の、上記のように堆積した焼却灰Ａの水分含有量を測定するものである。
【００４０】
水分計６は、例えば、上記のように堆積した焼却灰Ａを撮像する水分測定カメラであってよい。水分測定カメラは、近赤外スペクトルから解析により測定対象物の水分量を二次元的に求めることができる。
【００４１】
或いは、水分計６は、上記のように堆積した焼却灰Ａの温度を直接的に検出する温度センサと、温度−水分含有量相関情報を利用して、温度センサの検出値に基づいて焼却灰の水分含有量を求める水分含有量演算部とを含んでいてよい。水分含有量演算部は、制御装置５がその機能を担ってもよい。図４は、焼却灰温度と散水後の焼却灰水分含有量との相関関係を示すグラフである。例えば図４に示すように、焼却灰の温度と散水後の焼却灰の水分含有量とは、反比例の相関関係を有する。このような焼却灰の温度と水分含有量との相関関係を表したものが温度−水分含有量相関情報である。温度−水分含有量相関情報は予め水分計６（又は、水分含有量演算部として機能する制御装置５）の記憶部に記憶されている。
【００４２】
制御装置５は、いわゆるコンピュータであって、ＣＰＵ等の演算処理部、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部を有している（いずれも図示せず）。記憶部には、演算処理部が実行するプログラム、各種固定データ等が記憶されている。演算処理部は、外部装置とのデータ送受信を行う。また、演算処理部は、各種センサからの検出信号の入力や各制御対象への制御信号の出力を行う。制御装置５では、記憶部に記憶されたプログラム等のソフトウェアを演算処理部が読み出して実行することにより、焼却灰冷却装置１の動作を制御するための処理が行われる。なお、制御装置５は単一のコンピュータによる集中制御により各処理を実行してもよいし、複数のコンピュータの協働による分散制御により各処理を実行してもよい。また、制御装置５は、マイクロコントローラ、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）等から構成されていてもよい。
【００４３】
図３は、図１に示す焼却灰冷却装置１の制御系統の構成を示す図である。図３に示すように、制御装置５は、押出機３のアクチュエータ３３、散水弁４３、及び、水分計６と通信可能に接続されている。更に、制御装置５は、図示されない焼却炉から焼却灰排出信号を受信できるように、焼却炉の図示されない制御装置と接続されている。
【００４４】
ここで、制御装置５による焼却灰冷却装置１の制御の流れを、図５のフローチャートを用いて説明する。
【００４５】
焼却炉から貯留槽２へ、投入シュート２３を通じて焼却灰が断続的に投入される。制御装置５は、焼却炉からの焼却灰排出信号を受け取ることによって、焼却灰の投入タイミングを知ることができる。焼却灰が投入される前に、押出機３のラム３１は、図１に実線で示す押出位置から破線で示す退避位置へ移動している。
【００４６】
制御装置５は、焼却炉からの焼却灰排出信号を受け取ると（ステップＳ１でＹＥＳ）、焼却炉から排出された焼却灰が水槽部２１に投入されて堆積するまでの時間に相当する遅延時間の計測を開始する（ステップＳ２）。遅延時間は、投入シュート２３の構造や焼却灰の量や性質などによって異なるため、予め実験等によって求めた適切な遅延時間が制御装置５の記憶部に記憶されている。
【００４７】
遅延時間が経過すると（ステップＳ３でＹＥＳ）、制御装置５は、新たに投入されて水槽部２１に堆積した焼却灰Ａに対して基本散水処理を行う（ステップＳ４）。
【００４８】
基本散水処理において、制御装置５は、所定の基本散水量の冷却水が散水ノズル４１から噴出するように、散水弁４３の開度や開弁時間を制御する。基本散水量は、投入される焼却灰の量や特性によって異なるため、予め実験等によって求めた適切な基本散水量が制御装置５の記憶部に記憶されている。なお、基本散水量は、基本散水処理後の焼却灰の温度が所定の冷却温度となるような値であってよい。
【００４９】
基本散水処理が終わると、制御装置５は、水分計６の計測結果を取得する（ステップＳ５）。なお、水分計６は、水分含有量を常時計測していてもよいし、制御装置５から信号を受けて水分含有量を計測してもよい。制御装置５は、基本散水処理後の焼却灰の水分含有量と所定の閾値とを比較する（ステップＳ６）。
【００５０】
閾値は、所定の冷却温度と対応する水分含有量であってよい。冷却された焼却灰の温度と散水後の焼却灰の水分含有量との相関関係は、例えば、図４に示された通りであり、冷却温度に基づいて水分含有量の閾値を求めることができる。
【００５１】
或いは、閾値は、貯留槽２の排出口２４から排出される焼却灰の水分含有量が所定の出口水分含有量となるような値であってよい。貯留槽２の排出口２４から排出される焼却灰の水分含有量は、次工程への輸送コストを抑え、且つ、輸送時の飛散を抑えるためには、１０〜２０ｗｔ％程度が適切である。このことから、出口水分含有量は１０〜２０ｗｔ％の範囲から任意に設定してよい。そして、このような出口水分含有量に対応するように、実験やシミュレーションによって閾値を求めてよい。
【００５２】
基本散水処理後の焼却灰の水分含有量が閾値に満たない場合は（ステップＳ６でＮＯ）、制御装置５は追加散水処理を行う（ステップＳ７）。
【００５３】
追加散水処理において、制御装置５は、所定の追加散水量の水が散水ノズル４１から噴出するように、散水弁４３の開度や開弁時間を制御する。追加散水量は、基本散水量と比較して十分に少ない。これは、１回の追加散水処理によって焼却灰の水分含有量を一気に増加させないようにするためである。
【００５４】
追加散水処理が終わると、制御装置５は、再度、水分計６の計測結果を取得する（ステップＳ５）。制御装置５は、追加散水処理後の焼却灰の水分含有量と閾値とを比較する（ステップＳ６）。追加散水処理後の焼却灰の水分含有量が閾値に満たない場合は（ステップＳ６でＮＯ）、制御装置５は再び追加散水処理を行う（ステップＳ７）。このようにして、焼却灰の水分含有量が閾値を超えるまで追加散水処理が繰り返されることにより、焼却灰の水分含有量が徐々に増加する。
【００５５】
一方、基本散水処理後又は追加散水処理後の焼却灰の水分含有量が閾値以上である場合は（ステップＳ６でＹＥＳ）、制御装置５は、次の新たな焼却灰の投入に備えて、水槽部２１の冷却された焼却灰を排出通路部２２へ向けてラム３１で押し出すように、押出機３のアクチュエータ３３を動作させる。
【００５６】
このようにして排出通路部２２へ新たに押し込まれた焼却灰によって、排出通路部２２内の焼却灰が順次押し出されて排出口２４へ至る。排出通路部２２の入口２８において焼却灰の大部分は貯留槽２に貯留された冷却水に浸かっているが、焼却灰は排出通路部２２を上方へ向けて移動するうちに冷却水から上がって、水切りされながら排出口２４まで移動する。本実施形態に係る焼却灰冷却装置１では、焼却灰を適度に水切りするために十分な長さの水切り通路Ｄが設けられており、排出口２４から排出された焼却灰の水分含有量を従来と比較して減少させることができる。なお、上記において「水切り通路Ｄ」とは、
排出通路部２２における水面レベルＬ１から排出口２４の底レベルＬ３までの部分を指す。
【００５７】
以上に説明したように、本実施形態の焼却灰冷却装置１は、焼却炉からの焼却灰が投入される水槽部２１、及び、水槽部２１から排出口２４への当該排出口２４に向けて上る勾配を有する通路が形成された排出通路部２２を有する貯留槽２と、貯留槽２の焼却灰を排出口２４へ向けて押し出す押出機３とを、備えている。排出通路部２２の入口２８の天井に下方へせり出したシール部２９が設けられており、当該シール部２９によって入口２８の通路面積が排出通路部２２の他の部分の通路面積と比較して絞られている。そして、排出通路部２２の排出口２４の底レベルＬ３はシール部２９の下端レベルＬ２より高く、且つ、貯留槽２に貯留された冷却水の水面レベルＬ１はシール部２９の下端レベルＬ２よりも低い。
【００５８】
図１０に示す従来の焼却灰冷却装置１０１では、排出口２４の底レベルＬ３はシール部２９の下端レベルＬ２より高く、且つ、貯留槽２に貯留された冷却水の水面レベルＬ１はシール部２９の下端レベルＬ２よりも高い。これは、シール部２９の下端部分を水面下として排出通路部２２の入口２８を水封することにより、焼却炉の負圧によって排出通路部２２を通じて投入シュート２３へ槽外から外気を取り込まないようにするためである。
【００５９】
一方、本実施形態に係る焼却灰冷却装置１では、シール部２９の下端レベルＬ２よりも水面レベルＬ１が低い。つまり、シール部２９は水に浸かっていないので、排出通路部２２の入口２８は水封されていない。しかし、シール部２９により排出通路部２２の入口２８の通路面積は排出通路部２２の他の部分より絞られているとともに、排出通路部２２に存在する焼却灰によってマテリアルシールされることによって、排出通路部２２が気密となっている。これにより、焼却炉の負圧によって排出通路部２２を通じて投入シュート２３へ槽外から外気を取り込むことを防いでいる。
【００６０】
そして、上記のようにシール部２９の下端レベルＬ２よりも水面レベルＬ１が低いことによって、従来の焼却灰冷却装置１０１と比較して、排出通路部２２の全長が同じであったとしても、水切り通路Ｄをより長くすることができる。このように水切り通路Ｄが長いことによって、排出口２４から排出される焼却灰の水分含有量を従来と比較して低減することができる。つまり、本実施形態に係る焼却灰冷却装置１では、装置の大型化を抑えつつ、排出される焼却灰の水分含有量を従来と比較して低減することができる。
【００６１】
更に、本実施形態に係る焼却灰冷却装置１では、貯留槽２の水面レベルＬ１が低いことによって、従来の焼却灰冷却装置１０１が持つスカムに起因するトラブルも解消することができる。図１０に示す従来の焼却灰冷却装置１０１では、水面レベルＬ１が所定水位を超えるとオーバーフロー管２７から排水され、また、水面レベルＬ１が所定水位に満たないことがレベル計４４で検出されると、給水管２６から水が給水される。ところが、従来の焼却灰冷却装置１０１では、押出機３の往復動作によって冷却水が撹拌され、押出機３の基部近傍の液面にスカム（ムース状の浮遊物）Ｓが発生し、スカムＳによってレベル計４４の検知感度が低下して、水面レベルＬ１が低下したり、オーバーフロー管２７が詰まって水面レベルＬ１が上昇したりするという不具合があった。これに対し、本実施形態に係る焼却灰冷却装置１では、このようなスカムＳの発生が抑えられるので、上記のようなトラブルも解消できる。
【００６２】
また、本実施形態に係る焼却灰冷却装置１は、貯留槽２の水槽部２１へ落下した焼却灰へ向けて散水する散水装置４（第１散水装置）と、散水装置４によって散水された後の焼却灰の水分含有量を測定する水分計６（第１水分計）と、水分計６で測定された焼却灰の水分含有量に基づいて散水装置４の散水量を調節する制御装置５とを、更に備えている。
【００６３】
このように、貯留槽２に投入された焼却灰を散水によって冷却することで、従来の焼却灰冷却装置１０１のように焼却灰を冷却水に浸ける必要がない。これにより、貯留槽２に貯留される冷却水の水面レベルＬ１を従来の焼却灰冷却装置１０１と比較して下げることができる。このように、貯留槽２の水面レベルＬ１を下げることによって、排出通路部２２における水面レベルＬ１から排出口２４までの水切り通路Ｄをより長くすることができる。
【００６４】
更に、散水によって湿った焼却灰の水分含有量を水分計６で測定し、この水分含有量に基づいて散水装置４の散水量が調節されるので、過剰な散水を避けて、排出通路部２２の水面レベルＬ１の上昇を抑えることができる。
【００６５】
また、本実施形態に係る焼却灰冷却装置１では、制御装置５は、貯留槽２に焼却灰が落下してから所定のタイミングで基本散水処理を行って、散水装置４に所定の基本散水量の散水をさせ、散水後の焼却灰の水分含有量を水分計６から取得し、その水分含有量が所定の閾値に満たないときは追加散水処理を行って、散水装置４に所定の追加散水量の散水をさせる。そして、焼却灰の水分含有量が所定の閾値を超えるまで、追加散水処理を繰り返す。
【００６６】
このように、貯留槽２に投入された焼却灰に対し、初めに基本散水量を散水し、その散水で焼却灰の水分含有量が閾値に満たないときは、追加散水量を散水する。このように、焼却灰の水分含有量に応じて、追加散水処理を行うことにより、過剰な散水を避けて、貯留槽２の水面レベルＬ１の上昇を抑えることができる。
【００６７】
また、散水後の焼却灰の水分含有量を測定することにより、散水された焼却灰の温度を推定することができるので、焼却灰を確実に冷却することができる。
【００６８】
また、本実施形態に係る焼却灰冷却装置１において、水分計６は、例えば、水分測定カメラである。これにより、一般的には測定の難しい、貯留槽２に投入された焼却灰の山の水分を測定することができる。
【００６９】
また、本実施形態に係る焼却灰冷却装置１において、水分計６は、例えば、焼却灰の温度を検出する温度センサと、焼却灰の温度と焼却灰の水分含有量との相関関係を表す温度−水分含有量相関情報を利用して、温度センサの検出値に基づいて焼却灰の水分含有量を求める水分含有量演算部とを含んでいてよい。このように、焼却灰の温度を検出し、その温度から焼却灰の水分含有量を推定することによって、一般的には測定の難しい、貯留槽２に投入された焼却灰の山の水分を測定することができる。
【００７０】
〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態を説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係る焼却灰冷却装置１Ａの概略構成を示す縦断面図であり、図７は、図６に示す焼却灰冷却装置１Ａの制御系統の構成を示す図である。
【００７１】
図６及び図７に示すように、本実施形態に係る焼却灰冷却装置１Ａは、第１実施形態に係る焼却灰冷却装置１に、貯留槽２の排出側に設けられた水分計７（本発明の第２水分計に該当）及び散水装置８（本発明の第２散水装置に該当）を更に備えたものである。以下では、水分計７及び散水装置８について詳細に説明し、前述の第１実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付して、説明を省略する。
【００７２】
水分計７は、貯留槽２の排出口２４へ至った（落下していない）焼却灰の水分含有量を測定するものである。水分計７は、排出通路部２２、又は、排出シュート２５に設けられている。水分計７は、水分計６と同じ原理で焼却灰の水分含有量を測定するものであってよい。
【００７３】
散水装置８は、貯留槽２の排出口２４へ至った（落下していない）焼却灰、及び／又は、排出通路部２２内を移動する焼却灰へ向けて散水するものである。散水装置８は、少なくとも１つの散水ノズル８１と、散水ノズル８１へ冷却水を送る散水管８２と、散水管８２に設けられた散水弁８３とを含む。
【００７４】
散水ノズル８１は、排出口２４へ至った焼却灰、及び／又は、排出口２４へ至る手前で排出通路部２２内を移動する焼却灰に散水できるように、排出通路部２２、及び／又は、排出シュート２５に設けられている。図６に示す例では、排出シュート２５に設けられた散水ノズル８１が図示されているが、これに加えて又は代えて、排出通路部２２の天井及び／又は側壁に少なくとも１つの散水ノズル８１が設けられてもよい。
【００７５】
散水管８２は、図示されない冷却水源と接続されており、冷却水源から散水ノズル８１へ冷却水を供給する。本実施形態に係る散水管８２は、散水管４２及び給水管２６と冷却水源を共用しているが、これには限定されない。散水弁８３は、開度を変化させることにより、散水ノズル８１から噴出する水滴の流量を調節することができる。散水弁８３は、例えば、その開度が制御装置５によって制御される電磁弁であってよい。
【００７６】
制御装置５は、押出機３のアクチュエータ３３、投入側の水分計６及び散水弁４３、並びに、排出側の水分計７及び散水弁８３と通信可能に接続されている。更に、制御装置５は、図示されない焼却炉から焼却灰排出信号を受信できるように、焼却炉の図示されない制御装置と接続されている。
【００７７】
ここで、制御装置５による焼却灰冷却装置１Ａの制御の流れを、図８のフローチャートを用いて説明する。
【００７８】
制御装置５は、焼却炉からの焼却灰排出信号を受け取ると（ステップＳ１１でＹＥＳ）、焼却炉から排出された焼却灰が水槽部２１に投入されて堆積するまでの時間に相当する遅延時間の計測を開始する（ステップＳ１２）。遅延時間は、焼却炉の構造や焼却灰の量や性質などによって異なるため、予め実験等によって求めた適切な遅延時間が制御装置５の記憶部に記憶されている。
【００７９】
遅延時間が経過すると（ステップＳ１３でＹＥＳ）、制御装置５は、新たに投入されて水槽部２１に堆積した焼却灰に対して基本散水処理を行う（ステップＳ１４）。
【００８０】
基本散水処理において、制御装置５は、所定の基本散水量の冷却水が散水ノズル４１から噴出するように、投入側の散水装置４の散水弁４３の開度や開弁時間を制御する。基本散水量は、前述の第１実施形態と同じ値であってよい。
【００８１】
この基本散水処理では、原則として、基本散水量の散水を行う。但し、前述の第１実施形態のように、制御装置５は、水分計６の計測結果を取得して、基本散水処理後の焼却灰の水分含有量が閾値に満たない場合に、追加散水処理を行ってもよい。この閾値は、所定の冷却温度と対応する水分含有量であってよい。
【００８２】
基本散水処理が終わると、制御装置５は、次の新たな焼却灰の投入に備えて、水槽部２１の冷却された焼却灰を排出通路部２２へ向けてラム３１で押し出すように、押出機３のアクチュエータ３３を動作させる（ステップＳ１５）。このようにして排出通路部２２へ新たに押し込まれた焼却灰によって、排出通路部２２内の焼却灰が順次押し出されて排出口２４へ至る。
【００８３】
押出機３を動作させる前（即ち、排出口２４から焼却灰が落下する前）のタイミング、及び、押出機３を動作させた後（即ち、排出口２４から焼却灰が落下した後）のタイミングの少なくとも一方において、制御装置５は、排出側の水分計７の計測結果を取得する（ステップＳ１６）。図８では、押出機３を動作させた後のタイミングで水分計７の計測結果を取得するように記載しているが、これに限定されない。
【００８４】
制御装置５は、貯留槽２の排出口２４へ至った焼却灰の水分含有量と所定の出口閾値とを比較する（ステップＳ１７）。貯留槽２の排出口２４から排出される焼却灰の水分含有量は、次工程への輸送コストを抑え、且つ、輸送時の飛散を抑えるためには、１０〜２０ｗｔ％程度が適切である。このことから、出口閾値は、１０〜２０ｗｔ％の範囲から任意に設定されてよい。
【００８５】
焼却灰の水分含有量が出口閾値に満たない場合は（ステップＳ１７でＮＯ）、制御装置５は出口散水処理を行う（ステップＳ１８）。焼却灰の水分含有量が出口閾値を超える場合は（ステップＳ１７でＹＥＳ）、制御の流れはスタートに戻る。
【００８６】
出口散水処理において、制御装置５は、所定の出口散水量の水が散水ノズル８１から噴出するように、排出側の散水装置８の散水弁８３の開度や開弁時間を制御する。出口散水量は、基本散水量と比較して少ない。これは、１回の出口散水処理によって焼却灰の水分含有量を一気に増加させないようにするためである。
【００８７】
出口散水処理が終わると、制御装置５は、再度、水分計７の計測結果を取得する（ステップＳ１６）。制御装置５は、出口散水処理後の焼却灰の水分含有量と出口閾値とを比較する（ステップＳ１７）。出口散水処理後の焼却灰の水分含有量が出口閾値に満たない場合は（ステップＳ１７でＮＯ）、制御装置５は再び出口散水処理を行う（ステップＳ１８）。このようにして、焼却灰の水分含有量が出口閾値を超えるまで出口散水処理が繰り返されることにより、焼却灰の水分含有量が徐々に増加する。
【００８８】
以上に説明したように、本実施形態に係る焼却灰冷却装置１Ａでは、第１実施形態に係る焼却灰冷却装置１に加えて、貯留槽２の排出口２４へ至った焼却灰の水分含有量を測定する水分計７（第２水分計）と、貯留槽２の排出口２４へ至った焼却灰へ向けて散水する散水装置８（第２散水装置）とを、備えている。
【００８９】
そして、制御装置５は、貯留槽２に焼却灰が落下してから所定のタイミングで基本散水処理を行って、散水装置４に所定の基本散水量の水を散水させ、水分計７で測定された焼却灰の出口水分含有量を取得し、出口水分含有量が所定の出口閾値に満たないときは出口散水処理を行って、散水装置８に所定の出口散水量の散水をさせ、焼却灰の水分含有量が出口閾値を超えるまで出口散水処理を繰り返す。
【００９０】
このように、貯留槽２の排出口２４に至った焼却灰の水分含有量が出口閾値となるように、必要に応じて出口散水処理が行われる。これにより、排出口２４から排出される焼却灰の水分含有量を、出口閾値以上であって、出口閾値を大幅に超えない値に調節することができる。
【００９１】
〔変形例１〕
次に、上記第１及び第２実施形態の変形例を説明する。図９は、変形例に係る焼却灰冷却装置１Ｂの概略構成を説明する縦断面図である。図９に示す焼却灰冷却装置１Ｂは、第１及び第２実施形態に係る焼却灰冷却装置１，１Ａからシール部２９の構成を変形したものである。そこで、以下では、焼却灰冷却装置１Ｂのシール部２９の構成について詳細に説明し、余の部分の詳細な説明を省略する。
【００９２】
シール部２９は、可動式の昇降板５５により形成されてなる。昇降板５５は、排出通路部２２の入口２８の幅方向（図９の紙面と交わる方向）に亘って延びる板体であって、排出通路部２２の入口２８の上部分を閉塞可能である。このように昇降板５５によって形成されたシール部２９では、シール部２９の下端レベルＬ２が変位可能である。
【００９３】
昇降板５５は、昇降板制御装置５７の制御を受けるアクチュエータ５６によって、昇降駆動される。但し、昇降板５５は手動式であってもよい。昇降板５５の下端レベルの昇降範囲は、排出通路部２２の排出口２４の底レベルＬ３から水面レベルＬ１までを含む。これにより、シール部２９の下端レベルＬ２は、排出通路部２２の排出口２４の底レベルＬ３と水面レベルＬ１との上下間で変位することができる。
【００９４】
排出通路部２２の入口２８には、焼却灰の表面レベルを計測する焼却灰レベル計５８が設けられている。焼却灰レベル計５８で測定された焼却灰の表面レベルに係る情報は、昇降板制御装置５７へ伝達される。
【００９５】
昇降板制御装置５７は、焼却灰レベル計５８の計測値に基づいて、昇降板５５の下端レベルが焼却灰の表面レベルより所定高さだけ低い位置で保持されるように、アクチュエータ５６を動作させる。上記において「所定高さ」は、１００〜３００ｍｍ程度であってよい。なお、焼却灰の表面レベルが水面レベルＬ１よりも低い場合には、昇降板５５の下端レベルは水面レベルＬ１のすぐ上に保持される。
【００９６】
上記の通り、シール部２９が昇降板５５からなるので、排出通路部２２の入口２８に存在する焼却灰の表面レベルに応じてシール部２９の下端レベルＬ２を変化させて、シール部２９と焼却灰からなる気密性の高いマテリアルシールを排出通路部２２の入口に形成することができる。更に、昇降板制御装置５７によって、昇降板５５の下端レベルは自動的に焼却灰中に維持される。これにより、排出通路部２２の入口の焼却灰の表面レベルが変動しても、排出通路部２２の入口２８に形成されたシール部２９と焼却灰からなるマテリアルシールの気密性が保持される。よって、排出通路部２２の入口２８を確実に気密とすることができ、焼却炉の負圧によって排出通路部２２を通じて投入シュート２３へ槽外から外気を取り込むことを防ぐことができる。
【００９７】
以上に本発明の好適な実施の形態及び変形例を説明したが、本発明の思想を逸脱しない範囲で、上記実施形態の具体的な構造及び／又は機能の詳細を変更したものも本発明に含まれ得る。
【符号の説明】
【００９８】
１，１Ａ，１Ｂ        ：焼却灰冷却装置
２        ：貯留槽
３        ：押出機
３１      ：ラム
３２      ：動作レバー
３３      ：アクチュエータ
４        ：散水装置（第１散水装置）
４１      ：散水ノズル
４２      ：散水管
４３      ：散水弁
５        ：制御装置
６        ：水分計（第１水分計）
７        ：水分計（第２水分計）
８        ：出口散水装置（第２散水装置）
８１      ：散水ノズル
８２      ：散水管
８３      ：散水弁
９        ：コンベヤ
２１      ：水槽部
２２      ：排出通路部
２８      ：入口
２３      ：投入シュート
２４      ：排出口
２５      ：排出シュート
２６      ：給水管
２７      ：オーバーフロー管
２９      ：シール部
５５      ：昇降板
５６      ：アクチュエータ
５７      ：昇降板制御装置
５８      ：焼却灰レベル計
【図１】
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【図２】
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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８】
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【図９】
2019174068.tif 000011
【図１０】
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