JP2019069845A - 固形燃料の排出システム及び固形燃料の排出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、発熱した又は発熱のおそれが高い固形燃料を優先的に排出することができる固形燃料の排出システム及び固形燃料の排出方法を提供することを課題とする。【解決手段】本発明に係る固形燃料の排出システムは、固形燃料が貯蔵され、この固形燃料を排出可能な長尺状の排出開口を底部に有するサイロと、上記排出開口の一部を封止し、この排出開口の軸方向に摺動可能なスライドゲートとを備える。本発明に係る固形燃料の排出方法は、固形燃料が貯蔵され、この固形燃料を排出可能な長尺状の排出開口を底部に有するサイロを用い、上記サイロ内に貯蔵される固形燃料の排出位置を上記排出開口の軸方向に沿って調節する工程を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、固形燃料の排出システム及び固形燃料の排出方法に関する。

火力発電装置等の発電用に用いられる石炭等の固形燃料は、発電装置に投入される前に一旦サイロ内に貯蔵される。一般にこのサイロ内には、粒子径等に一定の分布を有する固形燃料が貯蔵され、この固形燃料が全て排出された後に、次の固形燃料が貯蔵される。

このサイロは、固形燃料を排出するための排出開口を底部に有する。例えばサイロの底部にはホッパが設けられており、このホッパの下端に払い出し口が形成されている。このサイロ内に貯蔵される固形燃料は、フィーダーによって上記払い出し口から掻き出される（特開平９−８６６２１号公報参照）。

特開平９−８６６２１号公報

サイロ内は、通常粉塵の飛散を抑制するため密閉構造となっている。そのため、このサイロ内では酸化によって固形燃料が発熱する場合がある。この固形燃料の発熱は発火の原因となり得るため、サイロ内における固形燃料の発熱を抑制することが重要である。

一方、上記公報に記載される従来の構成によると、サイロ内に貯蔵される固形燃料は排出開口近傍位置から順次排出される。つまり、従来の構成によると、発熱した又は発熱のおそれが高い固形燃料を優先的に排出することができず、固形燃料の発火を抑制することが困難である。

本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、発熱した又は発熱のおそれが高い固形燃料を優先的に排出することができる固形燃料の排出システム及び固形燃料の排出方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた本発明に係る固形燃料の排出システムは、固形燃料が貯蔵され、この固形燃料を排出可能な長尺状の排出開口を底部に有するサイロを備え、上記排出開口の一部を封止し、この排出開口の軸方向に摺動可能なスライドゲートを有する。

当該固形燃料の排出システムは、サイロの底部に固形燃料を排出可能な長尺状の排出開口を有し、この排出開口の軸方向にスライドゲートが摺動可能に配設されているので、上記固形燃料の排出位置を上記排出開口の軸方向において調節することができる。そのため、当該固形燃料の排出システムは、上記スライドゲートの位置を調節することで、発熱した又は発熱するおそれが高い固形燃料を優先的に排出することができる。

当該固形燃料の排出システムは、上記サイロ内における上記固形燃料の充填構造をミュオグラフィによって検出する充填構造検出機構と、上記充填構造検出機構で検出された上記充填構造に基づいて上記スライドゲートの位置を制御する制御機構とをさらに備えるとよい。固形燃料の発熱はこの固形燃料の充填構造の影響を受けやすい。そのため、上記サイロ内における上記固形燃料の充填構造をミュオグラフィによって検出する充填構造検出機構と、上記充填構造検出機構で検出された上記充填構造に基づいて上記スライドゲートの位置を制御する制御機構とをさらに備えることによって、発火のおそれを抑えるよう固形燃料の排出をより的確に行うことができる。なお、「ミュオグラフィ」とは、ミューオン（ミュー粒子）を用いた画像化法をいう。

当該固形燃料の排出システムは、上記充填構造検出機構で検出された上記充填構造における発熱しやすい部位を算出する発熱部位算出機構をさらに備え、上記制御機構が、上記発熱部位算出機構によって算出された上記部位における固形燃料を排出するよう上記スライドゲートの位置を制御するとよい。このように、上記充填構造検出機構で検出された上記充填構造における発熱しやすい部位を算出する発熱部位算出機構をさらに備え、上記制御機構が、上記発熱部位算出機構によって算出された上記部位における固形燃料を排出するよう上記スライドゲートの位置を制御することによって、固形燃料の発火をより確実に抑制することができる。

当該固形燃料の排出システムは、上記排出開口の下方に設けられ、この排出開口から排出される固形燃料をこの排出開口の軸方向に搬送するチェーンコンベアをさらに有するとよい。このように、上記排出開口の下方に設けられ、この排出開口から排出される固形燃料をこの排出開口の軸方向に搬送するチェーンコンベアをさらに有することによって、固形燃料の排出を容易かつ確実に行うことができる。

また、上記課題を解決するためになされた本発明に係る固形燃料の排出方法は、固形燃料が貯蔵され、この固形燃料を排出可能な長尺状の排出開口を底部に有するサイロを用い、上記サイロ内に貯蔵される固形燃料の排出位置を上記排出開口の軸方向に沿って調節する工程を備える。

当該固形燃料の排出方法は、サイロ内に貯蔵される固形燃料の排出位置を上記排出開口の軸方向に沿って調節することで、発熱した又は発熱するおそれが高い固形燃料を優先的に排出することができる。

以上説明したように、本発明の固形燃料の排出システム及び固形燃料の排出方法は、発熱した又は発熱のおそれが高い固形燃料を優先的に排出することができる。

本発明の一実施形態に係る固形燃料の排出システムを示す模式図である。 図１の固形燃料の排出システムの排出機構を示す模式的平面図である。 図１の固形燃料の排出システムのミューオン検出部を示す模式図である。 図１の固形燃料の排出システムを用いた固形燃料の排出方法を示すフロー図である。 図４の固形燃料の排出方法の充填構造検出工程の詳細を示すフロー図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。

当該固形燃料の排出システムは、固形燃料Ｆが貯蔵され、この固形燃料Ｆを排出可能な排出開口２を底部に有するサイロ１を備える。当該固形燃料の排出システムは、排出開口２の一部を封止し、排出開口２の軸方向に摺動可能なスライドゲート３を有する。

また、当該固形燃料の排出システムは、サイロ１内における固形燃料Ｆの充填構造Ｘをミュオグラフィによって検出する充填構造検出機構４と、充填構造検出機構４で検出された充填構造Ｘに基づいてスライドゲート３の位置を制御する制御機構５とを備える。さらに、当該固形燃料の排出システムは、充填構造検出機構４で検出された充填構造Ｘにおける発熱しやすい部位を算出する発熱部位算出機構６を備える。

（固形燃料）
サイロ１内に貯蔵可能な固形燃料としては、例えば発電用に利用可能な石炭、バイオマス等が挙げられる。上記石炭としては、例えば瀝青炭及び亜瀝青炭が挙げられる。

（サイロ）
サイロ１は有底筒状の本体１１を有する。本体１１は内部に固形燃料Ｆを貯蔵する。本体１１は、中心軸が鉛直方向に延びる筒状の周壁１１ａと、周壁１１ａの下部開口を封止する底壁１１ｂとを有する。周壁１１ａは鉛直方向に内径が略均一な円筒状、多角筒状等に形成されている。底壁１１ｂは、サイロ１の底部を構成する。また、サイロ１は、周壁１１ａの上部開口を封止する屋根部１２を有する。屋根部１２は、周壁１１ａの上端縁から連続し、上方に向けて周壁１１ａの中心軸方向に傾斜する傾斜部と、傾斜部の上端縁から連続し、水平方向に配設される天壁部とを有する。

サイロ１内（本体１１及び屋根部１２の内部空間）に貯蔵可能な固形燃料Ｆの容量の下限としては、１０，０００ｔが好ましく、２０，０００ｔがより好ましい。一方、上記容量の上限としては、１００，０００ｔが好ましく、７０，０００ｔがより好ましい。上記容量が上記下限より小さいと、サイロ１内に貯蔵可能な固形燃料Ｆの量が不十分となり、十分な量の固形燃料Ｆを貯蔵するために多数のサイロ１が必要となり、貯蔵スペース及び貯蔵コストが増加するおそれがある。逆に、上記容量が上記上限を超えると、サイロ１内における固形燃料Ｆの充填構造Ｘを制御し難くなるおそれがある。

周壁１１ａの平均内径としては、例えば３ｍ以上５０ｍ以下とすることができる。また、周壁１１ａの平均高さとしては、例えば４ｍ以上６０ｍ以下とすることができる。なお、サイロ１が石炭サイロである場合、周壁１１ａの平均内径としては、例えば２０ｍ以上５０ｍ以下とすることができ、周壁１１ａの平均高さとしては、例えば１０ｍ以上６０ｍ以下とすることができる。

屋根部１２には、固形燃料Ｆを投入するための固形燃料投入口１３が形成されている。固形燃料投入口１３は、固形燃料Ｆが本体１１内に投入される際に開放されるよう開閉可能に構成されている。また、屋根部１２には、固形燃料投入口１３を介して本体１１内に固形燃料Ｆを投入するための固形燃料投入用コンベア１４と、固形燃料Ｆが発熱、発火した場合等に固形燃料Ｆに散水可能な散水部１５とが設けられている。

底壁１１ｂには、固形燃料Ｆを排出可能な上述の排出開口２が形成されている。排出開口２は、サイロ１の内部空間（本体１１及び屋根部１２の内部空間）とサイロ１内から排出された固形燃料Ｆを搬送する搬送空間とを区分する。換言すると、サイロ１の内部空間と固形燃料Ｆの搬送空間とは排出開口２によって連通している。当該固形燃料の排出システムは、図２に示すように、底壁１１ｂに複数の排出開口２が形成されおり、より詳しくは４つの排出開口２が形成されている。複数の排出開口２は、底壁１１ｂの中心部を基準として径方向に放射線状に延びている。複数の排出開口２は、底壁１１ｂの中心部を基準として、底壁１１ｂを周方向に等分するよう配設されている。本実施形態では、底壁１１ｂの中心部を基準として周方向に９０°間隔で４つの排出開口２が配設されている。

複数の排出開口２は同形状である。複数の排出開口２は略矩形状に形成されている。複数の排出開口２の軸方向の外側端部は、底壁１１ｂの外縁と略一致する（つまり、平面視で周壁１１ａと略重なり合う）。各排出開口２の軸方向長さ（長手方向長さ）Ｌ１の下限としては、底壁１１ｂの半径の０．３倍が好ましく、０．５倍がより好ましい。一方、各排出開口２の軸方向長さＬ１の上限としては、底壁１１ｂの半径の０．９倍が好ましく、０．８倍がより好ましい。上記軸方向長さＬ１が上記下限より小さいと、所望の位置の固形燃料Ｆを適切に排出することができないおそれがある。逆に、上記軸方向長さＬ１が上記上限を超えると、排出開口２が不要に大きくなり、固形燃料Ｆの排出量や排出位置を制御し難くなるおそれがある。

各排出開口２にはスライドゲート３が配設されている。これにより、各排出開口２は、スライドゲート３によって部分的に封止されている。各排出開口２は、スライドゲート３によって封止されていない領域が開放領域Ｒを構成し、この開放領域Ｒからサイロ１内の固形燃料Ｆが上記搬送空間に排出可能に構成されている。

スライドゲート３は板状である。スライドゲート３は、排出開口２の軸方向に摺動するよう排出開口２の幅方向に架け渡されている。スライドゲート３は、開放領域Ｒの大きさを一定に保ちつつ排出開口２の軸方向における開放領域Ｒの位置を可変とする。スライドゲート３は、例えば電動又は油圧で駆動するよう構成されている。また、スライドゲート３は、手動でも位置を調節できるよう構成されてもよい。

排出開口２の軸方向におけるスライドゲート３の長さＬ２の下限としては、排出開口２の軸方向長さＬ１の０．２倍が好ましく、０．４倍がより好ましい。一方、上記長さＬ２の上限としては、排出開口２の軸方向長さＬ１の０．７倍が好ましく、０．６倍がより好ましい。上記長さＬ２が上記下限より小さいと、開放領域Ｒの位置を適切に調節することができないおそれがある。逆に、上記長さＬ２が上記上限を超えると、開放領域Ｒの大きさが不十分となり、固形燃料Ｆを適切に排出し難くなるおそれがある。

排出開口２によってサイロ１の内部空間と区分される上記搬送空間には、排出開口２から排出された固形燃料Ｆを搬送可能なチェーンコンベア７が設けられている。また、チェーンコンベア７の下方には、チェーンコンベア７から排出された固形燃料Ｆをサイロ１外に搬送可能な固形燃料排出用コンベア８が設けられている。なお、排出開口２、スライドゲート３、チェーンコンベア７及び固形燃料排出用コンベア８は、当該固形燃料の排出システムの排出機構を構成する。

チェーンコンベア７は、排出開口２の下方に設けられている。チェーンコンベア７は、各排出開口２と１対１対応で設けられている。チェーンコンベア７は、平面視で排出開口２の全領域と重なり合うよう設けられている。チェーンコンベア７は、排出開口２から排出される固形燃料Ｆをこの排出開口２の軸方向に搬送する。当該固形燃料の排出システムは、チェーンコンベア７を有することで、開放領域Ｒの位置を可変としつつ固形燃料Ｆの排出を容易かつ確実に行うことができる。

（充填構造検出機構）
充填構造検出機構４は、サイロ１内におけるミューオンを検出する複数のミューオン検出部１６と、充填構造算出部１７とを有する。充填構造検出機構４は、サイロ１内に固形燃料Ｆが投入された際にサイロ１内における充填構造を検出してもよく、サイロ１内からの固形燃料Ｆの排出前に、その都度サイロ１内における充填構造を検出してもよい。

ミューオンは、高エネルギーの一次宇宙線が大気圏に到達した後に大気と反応して生成され、地上に降り注ぐ極めて透過性の高い粒子線である。ミューオンは、他の粒子との間で電磁気力が作用するのみで核力がない。そのため、パイオン、陽子、中性子等の電磁気力及び核力の双方の強度減衰を有するものに比べ、物質貫通力が高く、かつ相互作用の解析も容易である。さらに、電荷を有するため検出が比較的容易である。

ミューオン検出部１６はミューオンの強度を検出する。より詳しくは、ミューオン検出部１６は、例えばミューオンの飛来量及び飛来方向を検出する。ミューオン検出部１６は、サイロ１内におけるミューオンを検出することができる限り、その具体的構成は特に限定されない。ミューオン検出部１６は、例えば図３に示す複数のシンチレーション検出器２１，２２を有する構成とすることができる。

シンチレーション検出器２１，２２は、第１方向（例えば水平方向）に延びるプラスチックシンチレータ及びその一端に設けられる光電子倍増管を有する複数のモジュールが第１方向と直交する方向（例えば垂直方向）に並列に配設された第１検知用ユニット２１ａ，２２ａと、第１方向と直交する方向（例えば垂直方向）に延びるプラスチックシンチレータ及びその一端に設けられる光電子倍増管を有する複数のモジュールが第１方向（例えば水平方向）に並列に配設された第２検知用ユニット２１ｂ，２２ｂとが積層された構成を有する。ミューオン検出部１６は、複数（図２では２つ）のシンチレーション検出器２１，２２が所定の間隔を空けてユニットの積層方向に配設されている。

ミューオン検出部１６によるミューオンの検出機構について説明する。サイロ１内からミューオンが飛来してシンチレーション検出器２１，２２を通過すると、ミューオンの経路内に配置されたプラスチックシンチレータが発光し、このプラスチックシンチレータに設けられた光電子倍増管からパルス信号が出力される。ミューオン検出部１６は、ミューオンが複数のシンチレーション検出器２１，２２を通過した座標及びこれらのシンチレーション検出器２１，２２の間隔からミューオンの飛来量及び飛来方向の情報を取得する。

充填構造算出部１７は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶部とを含んで構成される。充填構造算出部１７は、複数のミューオン検出部１６で検出されたミューオンの強度分布に基づいて固形燃料Ｆの充填構造Ｘを算出する。充填構造算出部１７は、例えばミューオンの飛来方向に基づいてミューオンの経路を算出し、経路ごとのミューオンの減衰を検出することで固形燃料Ｆの充填構造（固形燃料Ｆの密度分布）を算出する。

複数のミューオン検出部１６は、本体１１の側方及び下方に設けられている。当該固形燃料の排出システムは、充填構造検出機構４が本体１１の側方及び下方に複数のミューオン検出部１６を有することによって、充填構造Ｘを高精度で検出することができる。当該固形燃料の排出システムは、本体１１の側方及び下方のそれぞれに複数のミューオン検出部１６が固定されていてもよい。また、当該固形燃料の排出システムは、本体１１の周壁１１ａ及び底壁１１ｂに沿って移動可能な複数のミューオン検出部１６を有してもよい。本体１１の周壁１１ａ及び底壁１１ｂに沿ってミューオン検出部１６を移動させる構成としては、例えば周壁１１ａ及び底壁１１ｂに沿ってガイドレール（不図示）を設け、ミューオン検出部１６をこのガイドレールに摺動可能に配設する構成が挙げられる。当該固形燃料の排出システムは、比較的多くのミューオン検出部１６を本体１１の側方及び下方に固定しておくことで、サイロ１内のミューオンを複数個所で同時に検出することができ、充填構造Ｘをより早く（リアルタイムで）検出することができる。一方、当該固形燃料の排出システムは、複数のミューオン検出部１６を移動可能に構成する場合、ミューオン検出部１６の個数を低減して設備コストを低くすることができる。

本体１１の側方に複数のミューオン検出部１６が配設される場合、複数のミューオン検出部１６は、周壁１１ａの中心軸を挟んで対向する位置に配設されることが好ましい。複数のミューオン検出部１６は、周壁１１ａの軸方向に沿って２個以上８個以下程度配設されることが好ましい。複数のミューオン検出部１６は、周壁１１ａと密接して配置されてもよいが、サイロ１内の全領域におけるミューオンの飛来量及び飛来方向をより容易かつ確実に検出する観点から、周壁１１ａと間隔を空けて配置されることが好ましい。複数のミューオン検出部１６が周壁１１ａと間隔を空けて配置される場合、周壁１１ａ及び複数のミューオン検出部１６間の間隔としては、例えば１０ｍ以上５０ｍ以下とすることができる。また、本体１１の下方に複数のミューオン検出部１６が配設される場合、本体１１の下方におけるミューオン検出部１６の個数としては、例えば２個以上８個以下とすることができる。

（発熱部位算出機構）
発熱部位算出機構６は、ＣＰＵと、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部とを含んで構成される。発熱部位算出機構６は、例えば充填構造算出部１７と同一のコンピュータによって構成されてもよく、別個のコンピュータによって構成されてもよい。

発熱部位算出機構６は、充填構造Ｘの空隙分布に基づいて充填構造Ｘの発熱しやすい部位を算出する。サイロ１内には、粒子径等において一定の分布を有する固形燃料Ｆが貯蔵されており、充填構造Ｘの空隙はこの粒子径の分布等に基づいて偏在している。充填構造Ｘの空隙はガスの流路を形成するため、充填構造Ｘの空隙分布に基づいて充填構造Ｘの発熱しやすい部位を特定することができる。具体的には、例えば充填構造Ｘの空隙を通気抵抗に換算することで、充填構造Ｘの発熱しやすい部位を特定することができる。発熱部位算出機構６の記憶部には、例えば予め充填構造の空隙分布と、この充填構造における発熱しやすい部位とを関連付けたデータが格納されている。発熱部位算出機構６は、まず、充填構造算出部１７で算出される充填構造Ｘから、この充填構造Ｘの空隙分布を算出する（第１算出手段）。続いて、発熱部位算出機構６は、上記第１算出手段で算出された充填構造Ｘの空隙分布に基づいて充填構造Ｘの発熱しやすい部位を算出する（第２算出手段）。具体的には、上記第２算出手段では、上記第１算出手段で算出された充填構造Ｘの空隙分布を上記記憶部に格納されたデータと照合することで、この充填構造Ｘにおける発熱しやすい部位を算出する。また、発熱部位算出機構６は、充填構造Ｘの空隙分布からこの充填構造Ｘの発熱しやすい部位をシミュレーションにより算出してもよい。当該固形燃料の排出システムは、発熱部位算出機構６が充填構造Ｘの空隙分布に基づいて充填構造Ｘの発熱しやすい部位を算出することで、この充填構造Ｘにおける発熱しやすい部位を容易かつ確実に算出することができる。なお、当該固形燃料の排出システムは、充填構造算出部１７が充填構造Ｘの空隙分布を算出し、発熱部位算出機構６が充填構造算出部１７で算出された充填構造Ｘの空隙分布に基づいて充填構造Ｘの発熱しやすい部位を算出してもよい。

当該固形燃料の排出システムは、サイロ１内に貯蔵される固形燃料Ｆの充填構造Ｘのデータとこの固形燃料Ｆの発熱しやすい部位のデータとが関連付けて蓄積されたデータベース（不図示）を有していてもよい。換言すると、当該固形燃料の排出システムは、充填構造検出機構４で検出された充填構造Ｘのデータと、発熱部位算出機構６で算出された発熱しやすい部位のデータとを関連付けて上記データベースに蓄積してもよい。この構成によると、上記データベースに十分な量のデータが蓄積された後には、充填構造検出機構４で検出された充填構造Ｘを上記データベースに蓄積されたデータと照合することで、充填構造Ｘの発熱しやすい部位を予測することができる。また、上記データベースには、固形燃料Ｆの充填構造Ｘのデータ及びこの充填構造Ｘの発熱しやすい部位のデータと、固形燃料Ｘの品質（炭種等の種類、粒度分布、付着水分量、ＨＧＩ（ハードグローブ粉砕性指数）等）とが関連付けて蓄積されていてもよい。この場合、固形燃料Ｆの品質を加味してデータを照合してもよい。

（制御機構）
制御機構５は、ＣＰＵと、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部とを含んで構成される。制御機構５は、例えば充填構造算出部１７及び／又は発熱部位算出機構６と同一のコンピュータによって構成されてもよく、別個のコンピュータによって構成されてもよい。

制御機構５は、発熱部位算出機構６によって算出された発熱しやすい部位における固形燃料Ｆを排出するようスライドゲート３の位置を制御する。また、上記データベースに十分な量のデータが蓄積されている場合、制御機構５は、上記データベースに蓄積されたデータを参照することで予測される充填構造Ｘの発熱しやすい部位における固形燃料Ｆを排出するようスライドゲート３の位置を制御してもよい。

制御機構５は、例えばスライドゲート３の位置と充填構造Ｘにおける排出されやすい部位との関係が関連付けられた複数パターンのデータを制御機構５の記憶部に格納しておき、この記憶部に格納されたデータを参照してスライドゲート３の位置を制御する。このデータは、例えば当該固形燃料の排出システムの実施の結果蓄積されたデータであってもよく、シミュレーションによって得られたデータであってもよい。

当該固形燃料の排出システムは、サイロ１内における固形燃料Ｆの充填構造Ｘをミュオグラフィによって検出する充填構造検出機構４と、充填構造検出機構４で検出された充填構造Ｘに基づいてスライドゲート３の位置を制御する制御機構５とを有するので、発火のおそれを抑えるよう固形燃料Ｆの排出をより的確に行うことができる。

また、当該固形燃料の排出システムは、制御機構５が発熱部位算出機構６によって算出された発熱しやすい部位における固形燃料Ｆを排出するようスライドゲート３の位置を制御することで、固形燃料Ｆの発火をより確実に抑制することができる。

＜利点＞
当該固形燃料の排出システムは、サイロ１の底部に固形燃料Ｆを排出可能な長尺状の排出開口２を有し、この排出開口２の軸方向にスライドゲート３が摺動可能に配設されているので、固形燃料Ｆの排出位置を排出開口２の軸方向において調節することができる。そのため、当該固形燃料の排出システムは、スライドゲート３の位置を調節することで、発熱した又は発熱するおそれが高い固形燃料Ｆを優先的に排出することができる。

［固形燃料の排出方法］
次に、固形燃料が貯蔵され、この固形燃料を排出可能な長尺状の排出開口を底部に有するサイロを用いた固形燃料の排出方法について説明する。以下では、図１の固形燃料の排出システムを用いた固形燃料の排出方法について説明する。

当該固形燃料の排出方法は、図４に示すように、サイロ１内に貯蔵される固形燃料Ｆの排出位置を排出開口２の軸方向に沿って調節する工程（排出位置調節工程）を備える。また、当該固形燃料の排出方法は、サイロ１内における固形燃料Ｆの充填構造Ｘをミュオグラフィによって検出する工程（充填構造検出工程）と、上記充填構造検出工程で検出された充填構造Ｘにおける発熱しやすい部位を算出する工程（発熱部位算出工程）とを備える。

（充填構造検出工程）
充填構造検出工程（Ｓ０１）は、図５に示すように、サイロ１内におけるミューオンを検出する工程（ミューオン検出工程）と、サイロ１内の固形燃料Ｆの充填構造Ｘを算出する工程（充填構造算出工程）とを有する。ミューオン検出工程（Ｓ１１）は、複数のミューオン検出部１６によって行われる。Ｓ１１では、例えばサイロ１内におけるミューオンの飛来量及び飛来方向を検出する。充填構造算出工程（Ｓ１２）は、充填構造算出部１７によって行われる。Ｓ１２では、例えばＳ１１で検出されたミューオンの飛来方向に基づいてミューオンの経路を算出し、経路ごとのミューオンの減衰を検出することで固形燃料Ｆの充填構造Ｘ（固形燃料Ｆの密度分布）を算出する。Ｓ０１は、サイロ１内に固形燃料Ｆを投入した際に行われてもよく、サイロ１内から固形燃料Ｆを排出する前に、その都度行われてもよい。

（発熱部位算出工程）
発熱部位算出工程（Ｓ０２）では、充填構造Ｘの空隙分布に基づいて充填構造Ｘの発熱しやすい部位を算出する。Ｓ０２は、発熱部位算出機構６によって行われる。Ｓ０２では、例えばＳ１２で算出された充填構造Ｘからこの充填構造Ｘの空隙分布を算出する工程（第１算出工程）と、上記第１算出工程で算出された充填構造Ｘの空隙分布に基づいて充填構造Ｘの発熱しやすい部位を算出する工程（第２算出工程）とを有する。なお、当該固形燃料の排出方法は、Ｓ１２が充填構造Ｘの空隙分布を算出する工程（第１算出工程）を有してもよい。この場合、Ｓ０２では、Ｓ１２で算出された充填構造Ｘの空隙分布に基づいて充填構造Ｘの発熱しやすい部位を算出すればよい。

（排出位置調節工程）
排出位置調節工程（Ｓ０３）は、制御機構５によってスライドゲート３の位置を制御することで行われる。Ｓ０３では、Ｓ０２で算出された発熱しやすい部位における固形燃料Ｆを排出するようスライドゲート３の位置を制御する。Ｓ０３では、例えばスライドゲート３の位置と充填構造Ｘにおける排出されやすい部位との関係が関連付けられた複数パターンのデータを制御機構５の記憶部に格納しておき、この記憶部に格納されたデータを参照してスライドゲート３の位置を制御する。このデータは、例えば当該固形燃料の排出方法の実施の結果蓄積されたデータであってもよく、シミュレーションによって得られたデータであってもよい。

＜利点＞
当該固形燃料の排出方法は、サイロ１内に貯蔵される固形燃料Ｆの排出位置を排出開口２の軸方向に沿って調節する排出位置調節工程（Ｓ０３）を備えるので、発熱した又は発熱するおそれが高い固形燃料Ｆを優先的に排出することができる。

［その他の実施形態］
上記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、上記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて上記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。

例えば上記サイロの具体的構成は上記実施形態の構成に限定されるものではない。また、上記充填構造検出機構は、必ずしも固形燃料の充填構造を直接的に検出する必要はなく、固形燃料の空隙分布を算出することでこの固形燃料の充填構造を間接的に検出してもよい。

上記ミューオン検出部は、必ずしもサイロの本体の側方及び下方に設けられる必要はなく、例えば上記本体の下方及び側方のいずれか一方にのみ設けられてもよい。また、当該固形燃料の排出システムは、例えばサイロ内の充填構造やこの充填構造の発熱しやすい部位が把握できる場合、必ずしもサイロ内の充填構造をミュオグラフィによって検出する必要はない。

上記排出開口及び／又はスライドゲートの具体的配置、形状等は上述の構成に限定されるものではない。また、当該固形燃料の排出システムは、必ずしも上記チェーンコンベア及び上記固形燃料排出用コンベアの両方を有していなくてもよい。また、当該固形燃料の排出システムは、上記チェーンコンベア及び上記固形燃料排出用コンベアに代えて、他の固形燃料搬送用コンベアを有していてもよい。

当該固形燃料の排出方法は、上記排出位置調節工程で調節された上記排出開口の開放領域から排出された固形燃料をチェーンコンベアによって上記排出開口の軸方向に搬送する工程（搬送工程）をさらに備えていてもよい。

当該固形燃料の排出方法は、上記充填構造検出工程で検出された充填構造のデータと、上記発熱部位算出工程で算出された発熱部位のデータとを関連付けて蓄積する工程（蓄積工程）をさらに備えていてもよい。上記蓄積工程では、上記充填構造検出工程で検出された充填構造のデータと、上記発熱部位算出工程で算出された発熱部位のデータとを関連付けてデータベース（不図示）に蓄積する。当該固形燃料の排出方法は、上記蓄積工程を有する場合、上記データベースに十分な量のデータが蓄積された後には、上記充填構造検出工程で検出された充填構造を上記データベースに蓄積されたデータと照合することで、この充填構造の発熱しやすい部位を予測することができる。

上記データベースに十分な量のデータが蓄積されている場合、上記排出位置調節工程では、上記データベースに蓄積されたデータを参照することで予測される充填構造の発熱しやすい部位における固形燃料を排出するよう上記スライドゲートの位置を制御してもよい。

以上説明したように、本発明の固形燃料の排出システム及び固形燃料の排出方法は、発熱した又は発熱のおそれが高い固形燃料を優先的に排出することができるので、サイロ内における固形燃料の発火の抑制に適している。

１ サイロ
２ 排出開口
３ スライドゲート
４ 充填構造検出機構
５ 制御機構
６ 発熱部位算出機構
７ チェーンコンベア
８ 固形燃料排出用コンベア
１１ 本体
１１ａ 周壁
１１ｂ 底壁
１２ 屋根部
１３ 固形燃料投入口
１４ 固形燃料投入用コンベア
１５ 散水部
１６ ミューオン検出部
１７ 充填構造算出部
２１，２２ シンチレーション検出器
２１ａ，２２ａ 第１検知用ユニット
２１ｂ，２２ｂ 第２検知用ユニット
Ｆ 固形燃料
Ｒ 開放領域
Ｘ 充填構造

Claims (5)

1. 固形燃料が貯蔵され、この固形燃料を排出可能な長尺状の排出開口を底部に有するサイロを備え、
   上記排出開口の一部を封止し、この排出開口の軸方向に摺動可能なスライドゲートを有する固形燃料の排出システム。
2. 上記サイロ内における上記固形燃料の充填構造をミュオグラフィによって検出する充填構造検出機構と、
   上記充填構造検出機構で検出された上記充填構造に基づいて上記スライドゲートの位置を制御する制御機構と
   をさらに備える請求項１に記載の固形燃料の排出システム。
3. 上記充填構造検出機構で検出された上記充填構造における発熱しやすい部位を算出する発熱部位算出機構をさらに備え、
   上記制御機構が、上記発熱部位算出機構によって算出された上記部位における固形燃料を排出するよう上記スライドゲートの位置を制御する請求項２に記載の固形燃料の排出システム。
4. 上記排出開口の下方に設けられ、この排出開口から排出される固形燃料をこの排出開口の軸方向に搬送するチェーンコンベアをさらに有する請求項１、請求項２又は請求項３に記載の固形燃料の排出システム。
5. 固形燃料が貯蔵され、この固形燃料を排出可能な長尺状の排出開口を底部に有するサイロを用い、
   上記サイロ内に貯蔵される固形燃料の排出位置を上記排出開口の軸方向に沿って調節する工程を備える固形燃料の排出方法。

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