(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-10-03
(45)【発行日】2022-10-12
(54)【発明の名称】灰押出装置
(51)【国際特許分類】
F23J 1/02 20060101AFI20221004BHJP
【ＦＩ】
F23J1/02 B
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2022126144
(22)【出願日】2022-08-08
【審査請求日】2022-08-22
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】501370370
【氏名又は名称】三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100092978
【弁理士】
【氏名又は名称】真田 有
(72)【発明者】
【氏名】常泉 慎也
【審査官】岩▲崎▼ 則昌
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２１－１７３４７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－１４１８４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５３－１１１６７９（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２３Ｊ １／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
焼却灰が導入される筒状の壁面からなる導入口及び貯留水で冷却された前記焼却灰を排出する排出口を備えた冷却槽と、前記冷却槽内に配置され、先端が前記冷却槽の底面の全幅に亘って接するとともに前記焼却灰を前記排出口側へ押し出すスクレーパと、
前記導入口に対し前記排出口と逆側に配置され、前記スクレーパを駆動する駆動装置とを有し、
前記冷却槽の前記底面は、前記導入口の直下から前記排出口に向かって上り傾斜となる第一傾斜面と、前記第一傾斜面と同一幅であって前記導入口の直下から前記第一傾斜面の逆側に向かって上り傾斜となる第二傾斜面とを備え、
前記貯留水は、前記冷却槽内に、前記壁面の下端よりも上方且つ前記排出口よりも下方である所定水位で貯えられ、
前記駆動装置は、前記第二傾斜面の上方に配置された駆動軸を備え、前記駆動軸が回動することで前記駆動軸と前記スクレーパとに接続されたアームによって前記スクレーパを前記底面に沿って前進及び後進の往復動作させる灰押出装置であって、
前記第一傾斜面と、前記壁面に接続した天井面と、前記第一傾斜面及び前記天井面に接続した２つの側面とで、前記壁面から前記排出口まで延存し且つ断面が矩形の筒形状が形成され、
前記天井面における灰接触限界位置の近傍の灰非接触位置に配置された気体供給口と、
前記気体供給口に接続された気体供給管と、
前記気体供給管に空気または不燃性ガスを供給する気体供給装置と
を有し、
前記気体供給口から前記空気または前記不燃性ガスが噴射される灰押出装置。
【請求項2】
前記気体供給口は、前記排出口側から見た前記冷却槽の断面において、前記天井面の中央部を除く前記天井面の左右に少なくとも１つづつ配置される請求項１に記載の灰押出装置。
【請求項3】
前記灰接触限界位置は、前記天井面に沿って前記壁面から前記排出口へ向かう長さが、前記壁面から前記排出口までの前記天井面の長さの３分の１以上かつ３分の２以下となる位置にある請求項２に記載の灰押出装置。
【請求項4】
前記排出口に気密に接続し、前記排出口から排出された前記焼却灰が導入される排出シュートと、前記気体供給管と前記排出口近傍の前記排出シュートとに接続する分岐管と
をさらに有し、
前記分岐管を介して前記排出シュートに前記空気または前記不燃性ガスが噴射される請求項３に記載の灰押出装置。
【請求項5】
前記気体供給口に供給される空気または不燃性ガスの圧力を測定する圧力計、または、前記空気または前記不燃性ガスの流量を測定する流量計と、前記圧力計または前記流量計の測定情報に基づき、前記気体供給装置を制御して、前記気体供給口に供給される前記空気または前記不燃性ガスの供給量を所定の供給量に調整する制御装置と
をさらに有する請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の灰押出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、焼却灰を冷却して排出する灰押出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、廃棄物処理プラントにおいて、ストーカ式焼却炉などのごみ焼却炉には、焼却灰を冷却して排出する灰押出装置が配置される。灰押出装置では、当該焼却灰を冷却槽の導入口に受け入れたあと、冷却槽内に貯留した冷却水で冷却する。そして、冷却槽内で冷却された焼却灰は、スクレーパの稼働で傾斜面を押し上げられて水が切られ、排出口から排出される。
【0003】
ところで、ごみ焼却炉で焼却されるごみには、金属アルミニウムが含まれうる。また、焼却灰を浸潤した冷却水は、アルカリ性を示す。このため、灰押出装置の冷却槽でアルカリ溶液と金属アルミニウムとが化学反応して水素が発生することがある。灰押出装置の内部で、当該水素に上記導入口から導入された高温の焼却灰が接触すると、灰押出装置の破損が懸念される。
そこで、灰押出装置の冷却槽内の換気を行う構成、例えば、上記傾斜面または上記排出口近傍に空気を供給して換気を行う構成が提案されている（特許文献１、２）。
そこで、灰押出装置の冷却槽内の換気を行う構成、例えば、上記傾斜面または上記排出口近傍に空気を供給して換気を行う構成が提案されている（特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開平9-318037号公報
【文献】特開平11-22949号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、効果的に上記冷却槽内の換気を実施して上記破損を防止するためには、金属アルミニウムを含む焼却灰がアルカリ溶液と多量に接触する箇所であって、且つ、発生した水素が滞留しやすい箇所、言い換えれば、水素濃度が高い状態で水素が滞留しやすい箇所に、空気を供給する空気供給口を設けるのが望ましい。
しかし、上記導入口直下で水素が発生したとしても、垂直方向に延存する導入口近傍に水素は滞留しにくく、また、ごみ焼却炉は誘引送風機で引圧され負圧に維持されているため、軽い水素は上記導入口からごみ焼却炉に向かって自動的に流れて撹拌・換気される。このため、当該箇所に上記空気供給口を設ける必要性は乏しい。
一方、特許文献１の構成のように、上記導入口直下とは異なる場所の上記傾斜面のうち、金属アルミニウムを含む焼却灰がアルカリ溶液と多く接触している箇所、言い換えれば当該傾斜面の下方付近（上記導入口直下の最下面に接続する根本付近）に空気供給口を設けると、スクレーパにより押し上げられた焼却灰が多量に上方に向かって盛り上がり、当該空気供給口が閉塞する可能性がある。
また、特許文献２の構成のように、灰押出装置の上記排出口近傍に空気供給口を設けると、水素が発生しやすい箇所から離れすぎているため、効果的に冷却槽内を換気することが難しい。
しかし、上記導入口直下で水素が発生したとしても、垂直方向に延存する導入口近傍に水素は滞留しにくく、また、ごみ焼却炉は誘引送風機で引圧され負圧に維持されているため、軽い水素は上記導入口からごみ焼却炉に向かって自動的に流れて撹拌・換気される。このため、当該箇所に上記空気供給口を設ける必要性は乏しい。
一方、特許文献１の構成のように、上記導入口直下とは異なる場所の上記傾斜面のうち、金属アルミニウムを含む焼却灰がアルカリ溶液と多く接触している箇所、言い換えれば当該傾斜面の下方付近（上記導入口直下の最下面に接続する根本付近）に空気供給口を設けると、スクレーパにより押し上げられた焼却灰が多量に上方に向かって盛り上がり、当該空気供給口が閉塞する可能性がある。
また、特許文献２の構成のように、灰押出装置の上記排出口近傍に空気供給口を設けると、水素が発生しやすい箇所から離れすぎているため、効果的に冷却槽内を換気することが難しい。
【0006】
本発明は、上記のような課題に鑑み案出されたものであり、冷却槽内に発生した水素を効果的に希釈して換気可能な灰押出装置を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の灰押出装置は、焼却灰が導入される筒状の壁面からなる導入口及び貯留水で冷却された前記焼却灰を排出する排出口を備えた冷却槽と、前記冷却槽内に配置され、先端が前記冷却槽の底面の全幅に亘って接するとともに前記焼却灰を前記排出口側へ押し出すスクレーパと、前記導入口に対し前記排出口と逆側に配置され、前記スクレーパを駆動する駆動装置とを有し、前記冷却槽の前記底面は、前記導入口の直下から前記排出口に向かって上り傾斜となる第一傾斜面と、前記第一傾斜面と同一幅であって前記導入口の直下から前記第一傾斜面の逆側に向かって上り傾斜となる第二傾斜面とを備え、前記貯留水は、前記冷却槽内に、前記壁面の下端よりも上方且つ前記排出口よりも下方である所定水位で貯えられ、前記駆動装置は、前記第二傾斜面の上方に配置された駆動軸を備え、前記駆動軸が回動することで前記駆動軸と前記スクレーパとに接続されたアームによって前記スクレーパを前記底面に沿って前進及び後進の往復動作させる灰押出装置である。
そして、本発明の灰押出装置では、前記第一傾斜面と、前記壁面に接続した天井面と、前記第一傾斜面及び前記天井面に接続した２つの側面とで、前記壁面から前記排出口まで延存し且つ断面が矩形の筒形状が形成される。
また、本発明の灰押出装置は、前記天井面における灰接触限界位置の近傍の灰非接触位置に配置された気体供給口と、前記気体供給口に接続された気体供給管と、前記気体供給管に空気または不燃性ガスを供給する気体供給装置とを有しており、前記気体供給口から前記空気または前記不燃性ガスが噴射される。
そして、本発明の灰押出装置では、前記第一傾斜面と、前記壁面に接続した天井面と、前記第一傾斜面及び前記天井面に接続した２つの側面とで、前記壁面から前記排出口まで延存し且つ断面が矩形の筒形状が形成される。
また、本発明の灰押出装置は、前記天井面における灰接触限界位置の近傍の灰非接触位置に配置された気体供給口と、前記気体供給口に接続された気体供給管と、前記気体供給管に空気または不燃性ガスを供給する気体供給装置とを有しており、前記気体供給口から前記空気または前記不燃性ガスが噴射される。
【発明の効果】
【0008】
本発明の灰押出装置によれば、冷却槽の天井面における灰接触限界位置の近傍の灰非接触位置に、気体供給口が配置されるので、気体供給口の閉塞を抑制しつつ、冷却槽内に発生した水素を効果的に希釈して換気できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図１～図４を参照して、本発明の灰押出装置の実施例及び変形例について説明する。以下に示す実施例及び変形例は、あくまでも例示に過ぎず、明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。以下の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。また、以下の各構成は、本発明に必須の構成を除いて必要に応じて取捨選択でき、あるいは公知の構成と組み合わせ可能である。
【0011】
［１．実施例］
まず、灰押出装置１の全体構成を簡単に説明し、次いで、各構成を詳述する。
なお、鉛直方向のうち重力の作用方向を下方（図中には「Ｄ」で示す）とし、下方の反対方向を上方（図中には「Ｕ」で示す）とする。また、鉛直方向に垂直な方向であって冷却された焼却灰が押し出される方向を前方（図中には「Ｆ」で示す）、その反対方向（図中右側）を後方（図中には「Ｒ」で示す）とする。さらに、鉛直方向及び前後方向の双方に垂直な方向を幅方向とする。そして、前方から後方を見て、幅方向における左方（図中には「ＬＨ」で示す）及び右方（図中には「ＲＨ」で示す）を規定する。
まず、灰押出装置１の全体構成を簡単に説明し、次いで、各構成を詳述する。
なお、鉛直方向のうち重力の作用方向を下方（図中には「Ｄ」で示す）とし、下方の反対方向を上方（図中には「Ｕ」で示す）とする。また、鉛直方向に垂直な方向であって冷却された焼却灰が押し出される方向を前方（図中には「Ｆ」で示す）、その反対方向（図中右側）を後方（図中には「Ｒ」で示す）とする。さらに、鉛直方向及び前後方向の双方に垂直な方向を幅方向とする。そして、前方から後方を見て、幅方向における左方（図中には「ＬＨ」で示す）及び右方（図中には「ＲＨ」で示す）を規定する。
【0012】
では、灰押出装置１の全体構成を説明する。図１は、灰押出装置１の全体構成を模式的に示す断面図である。
灰押出装置１は、焼却灰が導入される筒状の壁面３１Ｆからなる導入口３１及び貯留水で冷却された焼却灰を排出する排出口３２を備えた冷却槽３と、冷却槽３内に配置され、先端が冷却槽３の底面の全幅に亘って接するとともに焼却灰を排出口３２側へ押し出すスクレーパ４と、導入口３１に対し排出口３２と逆側に配置され、スクレーパ４を駆動する駆動装置５とを有する。
そして、冷却槽３の底面は、導入口３１の直下から排出口３２に向かって上り傾斜となる第一傾斜面３４と、第一傾斜面３４と同一幅であって導入口３１の直下から第一傾斜面３４の逆側に向かって上り傾斜となる第二傾斜面３５とを備える。
貯留水は、冷却槽３内に、壁面３１Ｆの下端よりも上方且つ排出口３２よりも下方である所定水位に貯えられている。
駆動装置５は、第二傾斜面３５の上方に配置された駆動軸４０を備え、駆動軸４０が回動することで駆動軸４０とスクレーパ４とに接続されたアーム４１によってスクレーパ４を上記底面に沿って、図１の二点鎖線及び実線で示すように、前進及び後進の往復動作をさせる。
なお、スクレーパ４の先端部（前方の端部）には、冷却槽３の底面３３に対して所定角度で立設された面状部材（押出プレート）が設けられる。
第一傾斜面３４と、壁面３１Ｆに接続した天井面３７と、第一傾斜面３４及び天井面３７に接続した２つの側面３８とで、壁面３１Ｆから排出口３２まで延存し且つ断面が矩形の筒形状が形成される。
そして、灰押出装置１は、天井面３７における灰接触限界位置Ｐ３（詳細については後述する）の近傍の灰非接触位置Ｐ１（詳細については後述する）に配置された気体供給口２０と、気体供給口２０に接続された気体供給管２１と、気体供給管２１に空気または不燃性ガスを供給する気体供給装置１１とを有しており、気体供給口２０から空気または不燃性ガスが噴射される。
灰押出装置１は、焼却灰が導入される筒状の壁面３１Ｆからなる導入口３１及び貯留水で冷却された焼却灰を排出する排出口３２を備えた冷却槽３と、冷却槽３内に配置され、先端が冷却槽３の底面の全幅に亘って接するとともに焼却灰を排出口３２側へ押し出すスクレーパ４と、導入口３１に対し排出口３２と逆側に配置され、スクレーパ４を駆動する駆動装置５とを有する。
そして、冷却槽３の底面は、導入口３１の直下から排出口３２に向かって上り傾斜となる第一傾斜面３４と、第一傾斜面３４と同一幅であって導入口３１の直下から第一傾斜面３４の逆側に向かって上り傾斜となる第二傾斜面３５とを備える。
貯留水は、冷却槽３内に、壁面３１Ｆの下端よりも上方且つ排出口３２よりも下方である所定水位に貯えられている。
駆動装置５は、第二傾斜面３５の上方に配置された駆動軸４０を備え、駆動軸４０が回動することで駆動軸４０とスクレーパ４とに接続されたアーム４１によってスクレーパ４を上記底面に沿って、図１の二点鎖線及び実線で示すように、前進及び後進の往復動作をさせる。
なお、スクレーパ４の先端部（前方の端部）には、冷却槽３の底面３３に対して所定角度で立設された面状部材（押出プレート）が設けられる。
第一傾斜面３４と、壁面３１Ｆに接続した天井面３７と、第一傾斜面３４及び天井面３７に接続した２つの側面３８とで、壁面３１Ｆから排出口３２まで延存し且つ断面が矩形の筒形状が形成される。
そして、灰押出装置１は、天井面３７における灰接触限界位置Ｐ３（詳細については後述する）の近傍の灰非接触位置Ｐ１（詳細については後述する）に配置された気体供給口２０と、気体供給口２０に接続された気体供給管２１と、気体供給管２１に空気または不燃性ガスを供給する気体供給装置１１とを有しており、気体供給口２０から空気または不燃性ガスが噴射される。
【0013】
では、以下、各構成につき、詳述する。
冷却槽３は、焼却灰が導入される導入口３１と、冷却された焼却灰を冷却槽３の外部に排出する排出口３２とを有する。冷却槽３の底面３３は、下に凸の曲面状をなし、凸の最も下に位置する部分（以下「最下面３６」という）と、最下面３６から前方の排出口３２に向かって上り傾斜となる第一傾斜面３４と、最下面３６から後方に向かって上り傾斜となる第二傾斜面３５とを有する。第一傾斜面３４、最下面３６及び第二傾斜面３５のそれぞれの幅方向の寸法（幅寸法）は同一である。
導入口３１は、最下面３６の直上に設けられる。導入口３１は、灰シュート２の断面形状と実質的に同様の断面形状を持つ筒状の壁面３１Ｆによって形成される。ここでは、鉛直方向に延設された矩形筒状（断面が矩形の筒形状）の灰シュート２及び導入口３１を例示する。
壁面３１Ｆは、前後方向に存在する２つの壁面、すなわち、より前方に存在する前面（排出口側壁面）３１Ｆａとより後方に存在する後面３１Ｆｂとを有する。壁面３１Ｆの上端は、灰シュート２の下端部に接合される。また、壁面３１Ｆの下端は、水封のため、冷却槽３内の貯留水の所定水位（図１中の破線）よりも下方に配置される。当該所定水位は、排出口３２よりも下方に設定される。
冷却槽３の第二傾斜面３５には、貯留水を排出する排水管８が貫設される。排水管８は、その上端部の高さが上記所定水位となるよう配置される。これにより、貯留水の水位が自動的に所定水位に維持される。
なお、焼却炉の内部は、図示しない誘引送風機で引圧され、負圧（大気圧よりも低い圧力）を維持するように制御されているため、灰シュート２及び導入口３１の内部も負圧となる。
冷却槽３は、焼却灰が導入される導入口３１と、冷却された焼却灰を冷却槽３の外部に排出する排出口３２とを有する。冷却槽３の底面３３は、下に凸の曲面状をなし、凸の最も下に位置する部分（以下「最下面３６」という）と、最下面３６から前方の排出口３２に向かって上り傾斜となる第一傾斜面３４と、最下面３６から後方に向かって上り傾斜となる第二傾斜面３５とを有する。第一傾斜面３４、最下面３６及び第二傾斜面３５のそれぞれの幅方向の寸法（幅寸法）は同一である。
導入口３１は、最下面３６の直上に設けられる。導入口３１は、灰シュート２の断面形状と実質的に同様の断面形状を持つ筒状の壁面３１Ｆによって形成される。ここでは、鉛直方向に延設された矩形筒状（断面が矩形の筒形状）の灰シュート２及び導入口３１を例示する。
壁面３１Ｆは、前後方向に存在する２つの壁面、すなわち、より前方に存在する前面（排出口側壁面）３１Ｆａとより後方に存在する後面３１Ｆｂとを有する。壁面３１Ｆの上端は、灰シュート２の下端部に接合される。また、壁面３１Ｆの下端は、水封のため、冷却槽３内の貯留水の所定水位（図１中の破線）よりも下方に配置される。当該所定水位は、排出口３２よりも下方に設定される。
冷却槽３の第二傾斜面３５には、貯留水を排出する排水管８が貫設される。排水管８は、その上端部の高さが上記所定水位となるよう配置される。これにより、貯留水の水位が自動的に所定水位に維持される。
なお、焼却炉の内部は、図示しない誘引送風機で引圧され、負圧（大気圧よりも低い圧力）を維持するように制御されているため、灰シュート２及び導入口３１の内部も負圧となる。
【0014】
冷却槽３は、第一傾斜面３４の上方を覆って配置された天井面３７を有する。天井面３７は、第一傾斜面３４と略平行となるように前方に向かって上り傾斜となるように形成され、その後端３７ｅが導入口３１の前面３１Ｆａに接続され、その前端は排出口３２の一部を構成する。
冷却槽３は、第一傾斜面３４及び天井面３７の左右の端部を繋ぐ２つの側面３８（図２参照）を有する。従って、第一傾斜面３４、天井面３７、並びに左右の側面３８により、図２に示すように、断面が矩形の筒形状が形成される。
冷却槽３は、第一傾斜面３４及び天井面３７の左右の端部を繋ぐ２つの側面３８（図２参照）を有する。従って、第一傾斜面３４、天井面３７、並びに左右の側面３８により、図２に示すように、断面が矩形の筒形状が形成される。
【0015】
排出口３２は、第一傾斜面３４及び天井面３７並びに側面３８の前方におけるそれぞれの端部で構成される。すなわち、これら端部は開口端３２ｅを形成し、開口端３２ｅが排出口３２である。
排出口３２は、導入口３１よりも前方且つ所定水位よりも上方の位置において、前方且つ上方に向かって開放される。
排出口３２は、導入口３１よりも前方且つ所定水位よりも上方の位置において、前方且つ上方に向かって開放される。
【0016】
排出シュート６は、排出口３２から排出された焼却灰が導入される管材であり、上下方向に延設された筒状の壁面６Ｆを有する。排出シュート６の上端は、排出口３２に対向する向き、すなわち、後方且つ斜め下方に向かって開放され、排出口３２に気密に接続される。排出シュート６の下端は、振動コンベヤやベルトコンベヤ等の搬送装置７に向かって開放される。冷却槽３から押し出された冷却後の焼却灰は、排出シュート６を通って搬送装置７に落下し、搬送装置７によって図示しない後段設備（例えば、灰ピット等）へと搬送される。
【0017】
制御装置１０は、駆動装置５を制御するとともに、後述の気体供給装置１１から供給される気体（空気または不燃性ガス（窒素など））の量を制御する。
具体的には、制御装置１０は、駆動装置５を制御して、継続的または間欠的にスクレーパ４を往復させる。そして、制御装置１０は、気体供給装置１１を制御して、後述の圧力計１２で測定された当該気体の圧力の値、または後述の流量計１３で測定された当該気体の流量の値に応じて、すなわち、これら測定情報に基づき、気体供給装置１１から送り出される気体の供給量を調整、例えば予め設定した所定の圧力または流量に調整する。
具体的には、制御装置１０は、駆動装置５を制御して、継続的または間欠的にスクレーパ４を往復させる。そして、制御装置１０は、気体供給装置１１を制御して、後述の圧力計１２で測定された当該気体の圧力の値、または後述の流量計１３で測定された当該気体の流量の値に応じて、すなわち、これら測定情報に基づき、気体供給装置１１から送り出される気体の供給量を調整、例えば予め設定した所定の圧力または流量に調整する。
【0018】
気体供給口２０は、図１に示すように、冷却槽３の天井面３７の所定位置（後述の「灰接触限界位置Ｐ３の近傍の灰非接触位置Ｐ１」）に貫設される。気体供給口２０には管状の気体供給管２１の一端が接続され、気体供給管２１の他端は気体供給装置１１に接続されるので、気体供給装置１１が定常的または間欠的に供給する空気または不燃性ガスは気体供給口２０から噴射される。気体供給口２０から噴射する気体は、コスト低減の観点、人体への影響や取り扱い容易の観点から、空気が望ましい。
なお、図１に示すように、気体供給管２１の一端（以下、「先端部２１ｅ」という）は、冷却槽３内に突出しないように天井面３７の形状に沿って、その端面が斜めに形成される。
なお、図１に示すように、気体供給管２１の一端（以下、「先端部２１ｅ」という）は、冷却槽３内に突出しないように天井面３７の形状に沿って、その端面が斜めに形成される。
【0019】
気体供給管２１の天井面３７への固定には、接続部２２が使用されうる。接続部２２は、天井面３７の気体供給口２０に対して気体供給管２１を気密に接続させる部分である。本発明者の特許第７０２２２５１号公報の図４およびその該当説明箇所に記載のように、天井面３７の外側に溶接されたドーナツ型のフランジと、気体供給管２１を挿通して気密に固定したフランジとを、ガスケットを介してボルトで固定してよい。
【0020】
ここで、「灰接触限界位置Ｐ３」について説明する。
図２、図３に示すように、気体供給口２０は、天井面３７において、焼却灰が接触しない位置（以下、「灰非接触位置Ｐ１」という）に設けられる。より具体的には、気体供給口２０は、天井面３７において、焼却灰が接触する位置（以下、「灰接触位置Ｐ２」という）と灰非接触位置Ｐ１との境界の近傍の灰非接触位置Ｐ１に配置される。
冷却槽３内部の焼却灰は、スクレーパ４で排出口３２側に押し上げられると変形し、後端３７ｅから前方の所定範囲の天井面３７まで堆積して接触しながら、第一傾斜面３４上を進む。
図１に示すように、第一傾斜面３４上に堆積した焼却灰を側面３８側（すなわち、幅方向）から見ると、天井面３７の後端３７ｅから前方のある位置までは、焼却灰が天井面３７までびっしり堆積している。しかし、焼却灰は、当該ある位置を境に天井面３７と接触しなくなる。この「ある位置」が、天井面３７における灰接触位置Ｐ２と灰非接触位置Ｐ１との「境界」である。
図２、図３に示すように、焼却灰は、スクレーパ４に押されることで、中央部３７ｃから上方に盛り上がってゆく。言い換えれば、焼却灰は、冷却槽３の幅方向の中央部３７ｃ付近に最も堆積し、冷却槽３の側面３８に向かうにつれて天井面３７から離れるように山なりに堆積してゆく。このため、天井面３７の幅方向で見ると、中央部３７ｃに先に接触した後、その中央部３７ｃの両脇に接触することになる。従って、当該「境界」を線で表すと、図３に示すように、中央部３７ｃに頂点のある放物線（中央部３７ｃを中心として前方に凸となるような放物線）に近似の曲線となる。
ところで、同一の灰押出装置１であっても、図３に破線で示すように、当該「境界」の位置は、灰押出装置１が設置される環境（気候、室温など）、焼却灰の性状、スクレーパ４の駆動条件により変化する。
そこで、本発明では、当該「境界」がこれら諸条件次第で変化しうる範囲のうち、後端３７ｅから最も前方に離れた位置を「灰接触限界位置Ｐ３」と定義する。「灰接触限界位置Ｐ３」は、特定の廃棄物処理プラントに納入される灰押出装置１ごとに、事前に試験またはシミュレーションされることで設定される。
図２、図３に示すように、気体供給口２０は、天井面３７において、焼却灰が接触しない位置（以下、「灰非接触位置Ｐ１」という）に設けられる。より具体的には、気体供給口２０は、天井面３７において、焼却灰が接触する位置（以下、「灰接触位置Ｐ２」という）と灰非接触位置Ｐ１との境界の近傍の灰非接触位置Ｐ１に配置される。
冷却槽３内部の焼却灰は、スクレーパ４で排出口３２側に押し上げられると変形し、後端３７ｅから前方の所定範囲の天井面３７まで堆積して接触しながら、第一傾斜面３４上を進む。
図１に示すように、第一傾斜面３４上に堆積した焼却灰を側面３８側（すなわち、幅方向）から見ると、天井面３７の後端３７ｅから前方のある位置までは、焼却灰が天井面３７までびっしり堆積している。しかし、焼却灰は、当該ある位置を境に天井面３７と接触しなくなる。この「ある位置」が、天井面３７における灰接触位置Ｐ２と灰非接触位置Ｐ１との「境界」である。
図２、図３に示すように、焼却灰は、スクレーパ４に押されることで、中央部３７ｃから上方に盛り上がってゆく。言い換えれば、焼却灰は、冷却槽３の幅方向の中央部３７ｃ付近に最も堆積し、冷却槽３の側面３８に向かうにつれて天井面３７から離れるように山なりに堆積してゆく。このため、天井面３７の幅方向で見ると、中央部３７ｃに先に接触した後、その中央部３７ｃの両脇に接触することになる。従って、当該「境界」を線で表すと、図３に示すように、中央部３７ｃに頂点のある放物線（中央部３７ｃを中心として前方に凸となるような放物線）に近似の曲線となる。
ところで、同一の灰押出装置１であっても、図３に破線で示すように、当該「境界」の位置は、灰押出装置１が設置される環境（気候、室温など）、焼却灰の性状、スクレーパ４の駆動条件により変化する。
そこで、本発明では、当該「境界」がこれら諸条件次第で変化しうる範囲のうち、後端３７ｅから最も前方に離れた位置を「灰接触限界位置Ｐ３」と定義する。「灰接触限界位置Ｐ３」は、特定の廃棄物処理プラントに納入される灰押出装置１ごとに、事前に試験またはシミュレーションされることで設定される。
【0021】
従って、「灰接触限界位置Ｐ３の近傍の灰非接触位置Ｐ１」とは、灰非接触位置Ｐ１のうち、灰接触限界位置Ｐ３から前方へ僅かに離れた位置である。「僅かに離れた位置」は、気体供給口２０の後方Ｒの端部が、灰接触限界位置Ｐ３から、天井面３７の面に沿った延設方向（ここでは、前方且つ上方）に、０ｍｍより大きく４００ｍｍ以下、望ましくは０ｍｍより大きく２００ｍｍ以下、離れた位置である。
【0022】
なお、本発明者によれば、天井面３７の後端３７ｅから上述の「灰接触限界位置Ｐ３」までの長さは、上記諸条件がいかなるものであっても、また、灰押出装置１のサイズによらず、灰押出装置１の基本形状が図１に示すものである限り、後端３７ｅから開口端３２ｅまでの天井面３７の長さの３分の１未満となることはなく、さらに言えば、後端３７ｅから開口端３２ｅまでの天井面３７の長さの３分の１以上且つ３分の２以下となることを見出している。
すなわち、図１において、後端３７ｅから開口端３２ｅまでの天井面３７の長さを三等分した長さを寸法Ｌ１とすると、気体供給口２０の後方Ｒの端部は、天井面３７の後端３７ｅから天井面３７の延設方向に向かって、寸法Ｌ１より離れた位置に配置されることになる。
すなわち、図１において、後端３７ｅから開口端３２ｅまでの天井面３７の長さを三等分した長さを寸法Ｌ１とすると、気体供給口２０の後方Ｒの端部は、天井面３７の後端３７ｅから天井面３７の延設方向に向かって、寸法Ｌ１より離れた位置に配置されることになる。
【0023】
上述のように、気体供給口２０は「灰接触限界位置Ｐ３の近傍の灰非接触位置Ｐ１」に配置されるので、灰押出装置１は、焼却灰による気体供給口２０の閉塞を確実に抑制することができる。
また、金属アルミニウムを含む焼却灰がアルカリ溶液と多量に接触する箇所である第一傾斜面３４に堆積した焼却灰では、発生した水素が焼却灰の隙間に滞留して水素濃度を高め、その濃度が爆発限界に入る可能性があるが、「灰接触限界位置Ｐ３の近傍の灰非接触位置Ｐ１」の気体供給口２０から空気または不燃性ガスが噴射されるので、言い換えれば堆積した焼却灰に極めて近接した位置から空気等を噴射するので、焼却灰の隙間にも十分これら空気等が入り込み、撹拌かつ換気して、水素濃度を希釈することができる。従って、灰押出装置１は、気体供給口２０の閉塞を抑制しつつ、冷却槽３内に発生した水素を効果的に希釈して換気できる。
また、金属アルミニウムを含む焼却灰がアルカリ溶液と多量に接触する箇所である第一傾斜面３４に堆積した焼却灰では、発生した水素が焼却灰の隙間に滞留して水素濃度を高め、その濃度が爆発限界に入る可能性があるが、「灰接触限界位置Ｐ３の近傍の灰非接触位置Ｐ１」の気体供給口２０から空気または不燃性ガスが噴射されるので、言い換えれば堆積した焼却灰に極めて近接した位置から空気等を噴射するので、焼却灰の隙間にも十分これら空気等が入り込み、撹拌かつ換気して、水素濃度を希釈することができる。従って、灰押出装置１は、気体供給口２０の閉塞を抑制しつつ、冷却槽３内に発生した水素を効果的に希釈して換気できる。
【0024】
ところで、先述のように、「境界」を線で表すと、図３に示すように、中央部３７ｃに頂点のある放物線に近似の曲線となる。そこで、灰押出装置１では、図２及び図３に示すように、排出口３２側から見た冷却槽３の断面において、天井面３７の幅方向の中央部３７ｃを除く少なくとも天井面３７の左右に１つづつ、合計２つの気体供給口２０が配置される。中央部３７ｃの左方及び右方のそれぞれに配置された２つの気体供給口２０から空気または不燃性ガスを噴射することで、冷却槽３内でこれら空気等による強力な乱流を発生させるので、冷却槽３内で発生した水素の希釈と換気を効果的に行うことができる。ここでは、気体供給口２０を、幅方向において左右に各１つ配置したが、換気の効果を高めるため、それぞれ２つ以上、複数配置してもよい。
ここでは、灰押出装置１は、撹拌と換気の効果をより高めるため、複数の気体供給口２０を設置した。しかし、１つ、すなわち単数の気体供給口２０で当該効果が十分に得られる場合は、費用対交換を鑑みて、灰押出装置１は、１つの気体供給口２０のみを備える構成としてもよい。
ここでは、灰押出装置１は、撹拌と換気の効果をより高めるため、複数の気体供給口２０を設置した。しかし、１つ、すなわち単数の気体供給口２０で当該効果が十分に得られる場合は、費用対交換を鑑みて、灰押出装置１は、１つの気体供給口２０のみを備える構成としてもよい。
【0025】
なお、焼却灰が図２の状態よりも左方又は右方のいずれかに偏って堆積するような場合には、気体供給口２０は、焼却灰の堆積の偏り（空間の偏り）にあわせて非対称に配置されてよい。この場合、気体供給口２０は、冷却槽３内の空間が大きくなる方の数が多くなるように、中央部３７ｃの左方及び右方のそれぞれで異なる数が配置されていてもよい。
【0026】
［２．変形例］
上記の灰押出装置１は一例であって、その構成は上述したものに限られない。
図４は、変形例である灰押出装置１′の構成を模式的に示す断面図である。先述した灰押出装置１と同様の構成については、同一の符号にダッシュ（′）を付してその構成及び効果の説明を省略する。
先述の灰押出装置１と変形例の灰押出装置１′とを比較すると、灰押出装置１′は、冷却槽３′の天井面３７′に貫設された気体供給口２０′に加えて、排出シュート６′の壁面６Ｆ′に貫設された追加気体供給口２３と、追加気体供給口２３と気体供給管２１′とを接続する分岐管３９とを有する点で異なる。
分岐管３９は、圧力計１２′、流量計１３′の上流で気体供給管２１′から分岐しており、追加気体供給口２３から上記気体を噴射させる管である。分岐管３９は当該上流で気体供給管２１′から分岐しているので、制御装置１０′は、当該分岐管３９の影響を受けることなく、気体供給口２０′から噴射する空気または不燃性ガスの供給量を所定の供給量に調整することができる。
追加気体供給口２３は、排出シュート６′の壁面６Ｆ′のうち上部に位置する上壁面６Ｆａに設けられる。図示しないが、追加気体供給口２３は、接続部２２′と同様のフランジ構造を用いて、上壁面６Ｆａの外部から気密に接続されてよい。
灰押出装置１′によれば、上記の灰押出装置１と同様の効果を得られるだけでなく、冷却槽３′内で発生した水素が上昇して排出シュート６′内の上壁面６Ｆａ付近に滞留した場合でも、追加気体供給口２３から供給される上記気体により、発生した水素を効果的に撹拌し希釈できる。
上記の灰押出装置１は一例であって、その構成は上述したものに限られない。
図４は、変形例である灰押出装置１′の構成を模式的に示す断面図である。先述した灰押出装置１と同様の構成については、同一の符号にダッシュ（′）を付してその構成及び効果の説明を省略する。
先述の灰押出装置１と変形例の灰押出装置１′とを比較すると、灰押出装置１′は、冷却槽３′の天井面３７′に貫設された気体供給口２０′に加えて、排出シュート６′の壁面６Ｆ′に貫設された追加気体供給口２３と、追加気体供給口２３と気体供給管２１′とを接続する分岐管３９とを有する点で異なる。
分岐管３９は、圧力計１２′、流量計１３′の上流で気体供給管２１′から分岐しており、追加気体供給口２３から上記気体を噴射させる管である。分岐管３９は当該上流で気体供給管２１′から分岐しているので、制御装置１０′は、当該分岐管３９の影響を受けることなく、気体供給口２０′から噴射する空気または不燃性ガスの供給量を所定の供給量に調整することができる。
追加気体供給口２３は、排出シュート６′の壁面６Ｆ′のうち上部に位置する上壁面６Ｆａに設けられる。図示しないが、追加気体供給口２３は、接続部２２′と同様のフランジ構造を用いて、上壁面６Ｆａの外部から気密に接続されてよい。
灰押出装置１′によれば、上記の灰押出装置１と同様の効果を得られるだけでなく、冷却槽３′内で発生した水素が上昇して排出シュート６′内の上壁面６Ｆａ付近に滞留した場合でも、追加気体供給口２３から供給される上記気体により、発生した水素を効果的に撹拌し希釈できる。
【符号の説明】
【0027】
１、１′ 灰押出装置
２、２′ 灰シュート
３、３′ 冷却槽
４、４′ スクレーパ
５、５′ 駆動装置
６、６′ 排出シュート
６Ｆ、６Ｆ′ 壁面
６Ｆａ 上壁面
７、７′ 搬送装置
８、８′ 排水管
１０、１０′ 制御装置
１１、１１′ 気体供給装置
１２、１２′ 圧力計
１３、１３′ 流量計
２０、２０′ 気体供給口
２１、２１′ 気体供給管
２１ｅ、２１ｅ′ 先端部
２２、２２′ 接続部
２３ 追加気体供給口
３１、３１′ 導入口
３１Ｆ、３１Ｆ′ 壁面
３１Ｆａ、３１Ｆａ′ 前面（排出口側壁面）
３１Ｆｂ、３１Ｆｂ′ 後面
３２、３２′ 排出口
３２ｅ、３２ｅ′ 開口端
３３、３３′ 底面
３４、３４′ 第一傾斜面
３５、３５′ 第二傾斜面
３６、３６′ 最下面
３７、３７′ 天井面
３７ｃ 中央部
３７ｅ、３７ｅ′ 後端
３８ 側面
３９ 分岐管
４０ 駆動軸
４１ アーム
Ｌ１ 寸法
Ｐ１、Ｐ１′ 灰非接触位置
Ｐ２、Ｐ２′ 灰接触位置
Ｐ３、Ｐ３′ 灰接触限界位置
２、２′ 灰シュート
３、３′ 冷却槽
４、４′ スクレーパ
５、５′ 駆動装置
６、６′ 排出シュート
６Ｆ、６Ｆ′ 壁面
６Ｆａ 上壁面
７、７′ 搬送装置
８、８′ 排水管
１０、１０′ 制御装置
１１、１１′ 気体供給装置
１２、１２′ 圧力計
１３、１３′ 流量計
２０、２０′ 気体供給口
２１、２１′ 気体供給管
２１ｅ、２１ｅ′ 先端部
２２、２２′ 接続部
２３ 追加気体供給口
３１、３１′ 導入口
３１Ｆ、３１Ｆ′ 壁面
３１Ｆａ、３１Ｆａ′ 前面（排出口側壁面）
３１Ｆｂ、３１Ｆｂ′ 後面
３２、３２′ 排出口
３２ｅ、３２ｅ′ 開口端
３３、３３′ 底面
３４、３４′ 第一傾斜面
３５、３５′ 第二傾斜面
３６、３６′ 最下面
３７、３７′ 天井面
３７ｃ 中央部
３７ｅ、３７ｅ′ 後端
３８ 側面
３９ 分岐管
４０ 駆動軸
４１ アーム
Ｌ１ 寸法
Ｐ１、Ｐ１′ 灰非接触位置
Ｐ２、Ｐ２′ 灰接触位置
Ｐ３、Ｐ３′ 灰接触限界位置
【要約】
【課題】冷却槽内に発生した水素を効果的に希釈して換気可能な灰押出装置を提供する。
【解決手段】灰押出装置１は、焼却灰が導入される筒状の壁面３１Ｆからなる導入口３１及び貯留水で冷却された焼却灰を排出する排出口３２を備えた冷却槽３と、冷却槽３内に配置され、焼却灰を排出口３２側へ押し出すスクレーパ４と、導入口３１に対し排出口３２と逆側に配置され、スクレーパ４を駆動する駆動装置５とを有する。冷却槽３は、導入口３１の直下から排出口３２に向かって上り傾斜となる第一傾斜面３４と、第一傾斜面３４の上方に配置される天井面３７を備える。天井面３７における灰接触限界位置Ｐ３の近傍の灰非接触位置Ｐ１に、気体供給口２０が配置される。
【選択図】図１
【解決手段】灰押出装置１は、焼却灰が導入される筒状の壁面３１Ｆからなる導入口３１及び貯留水で冷却された焼却灰を排出する排出口３２を備えた冷却槽３と、冷却槽３内に配置され、焼却灰を排出口３２側へ押し出すスクレーパ４と、導入口３１に対し排出口３２と逆側に配置され、スクレーパ４を駆動する駆動装置５とを有する。冷却槽３は、導入口３１の直下から排出口３２に向かって上り傾斜となる第一傾斜面３４と、第一傾斜面３４の上方に配置される天井面３７を備える。天井面３７における灰接触限界位置Ｐ３の近傍の灰非接触位置Ｐ１に、気体供給口２０が配置される。
【選択図】図１
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】