JP7022251B1 - 灰押出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構造で、且つ、戻り灰の量を減少、抑制し、清掃や点検時の不具合を解消する。【解決手段】冷却槽２と、スクレーパ３と、駆動装置４と、排水管１２とを有し、冷却槽２の底面２３が第一傾斜面２３ａ及び第二傾斜面２３ｂを備え、駆動装置４がスクレーパ３を底面２３に沿って往復動作させる灰押出装置１は、スクレーパ３及びアーム４１に接触しない位置、且つ、貯留水の所定水位よりも下方に、冷却槽２の第二傾斜面２３ｂを貫通して気密に設置された第一配管先端部５Ａと、この先端部５Ａに冷却槽２の外部で接続された接続管５Ｂと、接続管５Ｂに接続された直管５Ｃとを備える第一配管５と、第一配管５にガスを供給する装置５１とを有する。第一配管先端部５Ａの第一噴出口５０から噴出されたガスにより生じる貯留水の水流とガスによる泡とによって第二傾斜面２３ｂ側に堆積しようとする戻り灰を攪拌する。【選択図】図１

Description

本発明は、焼却灰（焼却残渣）を冷却して排出する灰押出装置に関する。

従来、ごみ等の被焼却物を焼却するプラントとして焼却炉プラントが知られている。このプラント内の焼却炉（例えばストーカ炉）では、被焼却物を燃焼することで生成された灰（焼却灰）が灰シュートから灰押出装置へ落とされ、灰押出装置内の貯留水で冷却された後に灰押出装置から搬送装置へ排出される。灰押出装置には、貯留水で冷却された焼却灰を排出口へ押し出すスクレーパ（「プッシャー」とも呼ばれる）が設けられる。スクレーパは、排出口側に向かう前進方向と、これとは逆の後進方向とに往復動作して貯留水内の焼却灰を押し出す。

ところで、一般的な灰押出装置では、スクレーパの往復動作により、焼却灰がスクレーパの裏側下方に入り込んで堆積する傾向にある。このように、焼却灰の押出方向と逆方向に存在する空間に入り込んだ焼却灰は「戻り灰」とも呼ばれる。戻り灰の堆積量が増加すると、スクレーパの駆動に支障をきたし、焼却灰を排出口から押し出すことができなくなるおそれがある。

そこで、簡易な構造で、且つ、戻り灰の量を減少、抑制できるようにした灰押出装置が開発されている。例えば、特許文献１では、戻り灰が堆積しうる空間（第二空間）に、上下方向に長い直線状の配管（第一配管）を配置し、この配管の下端の噴出口からガスを噴出することで、冷却槽内の貯留水の水流とガスによる泡とによって戻り灰の堆積を防止している。また、特許文献２では、焼却灰が導入される筒状の壁面の下端部に噴出口が接続された配管（第一配管）に加え、特許文献１と同様の配管（第二配管）を設けることで、一層効果的に戻り灰の堆積を抑制している。

特許第６７１８５６３号 特許第６７５２９８８号

上記の特許文献１の灰押出装置に設けられる第一配管、及び、特許文献２の灰押出装置に設けられる第二配管は、いずれも、灰押出装置にもともと設けられている駆動部上方の開口から挿入され、灰押出装置の底板に当接させた状態で、当該上方で固定されるものであり、設置が容易である。しかし、当該配管は鉛直方向に長いため、灰押出装置を停止して灰押出装置の内部を清掃または点検する際に、人の動きを阻害して清掃または点検に時間を要したり、人が当該配管を誤って故障させたりするなど、不具合が生じる可能性があり、改善の余地がある。
本発明は、このような課題に鑑み案出されたものであって、簡易な構造で、且つ、戻り灰の量を減少、抑制することができ、さらに清掃または点検する際の不具合を解消する灰押出装置を提供することを目的する。

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、前記冷却槽内の前記貯留水が、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を超えた場合に前記貯留水を排水するための排水管とを有し、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が形成された開口端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、前記スクレーパ及び前記アームに接触しない位置、且つ、前記所定水位よりも下方に、前記冷却槽の前記第二傾斜面を貫通して気密に設置され、第一噴出口からガスを前記第二傾斜面と前記スクレーパとの間に向けて噴出する第一配管先端部と、前記第一配管先端部に前記冷却槽の外部で接続された接続管と、前記接続管に接続された直管とを備える第一配管と、前記第一配管に前記ガスを供給する第一ガス供給装置と、前記冷却槽の外面に固定される第一フランジと、前記第一フランジに対して気密に蓋をする第二フランジとを有し、前記第一配管先端部が前記第二フランジに気密に固定されて一体化され、前記第二フランジ及び前記第一配管先端部は、前記第二フランジへの前記第一配管先端部の固定の角度が異なる複数のバリエーションが用意され、前記バリエーションの中から前記焼却灰の質に応じた前記固定の角度で一体化されている前記第二フランジ及び前記第一配管先端部に取り換えられ、前記第一噴出口から噴出された前記ガスにより生じる前記貯留水の水流と前記ガスによる泡とによって、前記第二傾斜面側に堆積しようとする戻り灰を攪拌する。

本発明の灰押出装置によれば、簡易な構造で、戻り灰の量を減少、抑制することができる。加えて、第一配管は、第一配管先端部を除き、冷却槽の内部に存在しないため、灰押出装置の内部を清掃または点検する際の不具合を解消することができる。

実施形態に係る灰押出装置の断面図である。 図１の灰押出装置の要部拡大断面図(図３のＢ－Ｂ矢視断面図)である。 図２のＡ方向矢視図である。 図２と同じ断面であって、図１に示す灰押出装置の第一配管先端部の取り付け構造を説明するための図である。 図１に示す灰押出装置の第一フランジの取付位置を説明するための拡大概略上面図である。

以下、図面を参照して、実施形態としての灰押出装置について説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で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。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。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することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。

背景技術で説明したように、「戻り灰」の堆積量が増加すると、スクレーパの駆動に支障をきたし、焼却灰を排出口から押し出すことができなくなるおそれがある。そこで、本実施形態の灰押出装置は、後述するとおり、第一配管を冷却槽の外側に配置し、冷却槽の第二傾斜面とスクレーパとの間に向けてガスを噴出する第一配管の先端（第一配管先端部）を冷却槽に貫通させるという簡易な構造を採用し、戻り灰の堆積を抑制しつつ、清掃または点検の際の不具合を解消する。

まずは灰押出装置の全体構成を説明し、次いで、灰押出装置の要部構成を詳述する。図１に示す灰押出装置１の全体構成は、上記の特許文献２に記載の灰押出装置１の全体構成と同様である。以下の説明では、特許文献２の灰押出装置１と同一構成については同一符号を付し、その構成に関する詳細な説明は省略する。また、図面においては、説明の簡便のため、適宜、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸による直交座標系を用いて説明する。Ｘ軸方向は、後述するスクレーパ３の前進及び後進の方向であり、Ｙ軸方向は、後述する冷却槽２の幅方向であり、Ｚ軸方向は上下方向である。

［１．全体構成］
図１に示すように、本実施形態の灰押出装置１は焼却炉（例えばストーカ炉）に設けられ、焼却炉で生成された焼却灰を冷却槽２で冷却したのち搬送装置１９（例えばコンベヤ）へと排出する。灰押出装置１は、焼却灰を冷却する貯留水が貯留された冷却槽２と、冷却槽２内に配置されたスクレーパ３及び駆動装置４とを有する。冷却槽２には、焼却灰が導入される筒状（例えば矩形筒状）の壁面２０からなる導入口２１と、貯留水で冷却された焼却灰を排出する排出口２２が設けられる。なお、壁面２０の下端は、冷却槽２内の貯留水の所定水位（図１中の破線）よりも下方に位置する。

冷却槽２の底面２３は、導入口２１の直下の底面部分（以下「最下面２３ｃ」という）から、排出口２２（具体的には、排出口２２における鉛直方向且つ下方の端部である開口端２３ｄ）に向かって上り傾斜となる第一傾斜面２３ａと、導入口２１の直下から第一傾斜面２３ａの逆側に向かって上り傾斜となる第二傾斜面２３ｂとを備える。冷却槽２の底面２３は、下に凸の曲面状であって、冷却槽２の断面形状は幅方向に一様であり、第一傾斜面２３ａ、最下面２３ｃ及び第二傾斜面２３ｂの各幅寸法は全て同一である。

スクレーパ３は冷却された焼却灰を排出口２２側へ押し出す装置である。スクレーパ３は、上方を向く上面３ａと排出口２２側を向く押出面３ｂと図示しない両側面とを備え、冷却槽２の底面２３側に開放した箱型形状をなす。スクレーパ３は、押出面３ｂの下端（すなわちスクレーパ３の先端３ｃ）が冷却槽２の底面２３の全幅に亘って接しながら底面２３に沿って前進及び後進する。

駆動装置４はスクレーパ３を駆動する装置であり、導入口２１に対し排出口２２の逆側（図１中の右側）に配置される。駆動装置４は、第二傾斜面２３ｂの上方に配置されて二方向に回動可能な駆動軸４０と、スクレーパ３と駆動軸４０とを接続するアーム４１とを備える。駆動装置４は、駆動軸４０が回動することでアーム４１によってスクレーパ３を底面２３に沿って前進及び後進の往復動作をさせる。
なお、前進とは、スクレーパ３が焼却灰を排出口２２側へ押し出す方向（図１中の左方向、前進方向Ｄｆ）に動くことを意味し、後進とは、前進の逆方向（スクレーパ３が戻る方向、図１中の右方向、後進方向Ｄｒ）に動くことを意味する。また、全幅とは、冷却槽２の内部の幅方向（図１の紙面に直交する方向）の大きさを意味する。

灰押出装置１は、冷却槽２内の貯留水の水位を検出する水位計１１と、水位計１１の上方且つ近傍に設置され、水位計１１で検出された水位に基づいて注水し、冷却槽２内の貯留水を増水する注水管８とを有する。
水位計１１は、例えば、第二傾斜面２３ｂの上方であって、スクレーパ３が最も後進した際（図１中の二点鎖線の状態）のスクレーパ３の後端と後述する開孔が形成された壁面２０（後壁２０Ｒ）との間に配置される。これにより、正確な水位の検出が可能となる。
また、注水管８は、例えば、スクレーパ３が最も後進した際のスクレーパ３の後端よりも前進方向Ｄｆ側に配置される。これにより、注水管８からの注液で、水位計１１を適時洗浄可能となる。

冷却槽２内の貯留水の所定水位は、水封のため、壁面２０の下端よりも上方且つ排出口２２の下方に設定される。冷却槽２内の貯留水は、この所定水位に保たれるようコントロールされる。例えば、制御装置１０が、水位計１１によって検出された水位に基づき注水管８の中途に介装された電磁バルブ８２を開閉制御する。また、冷却槽２には、貯留水の水位が所定水位を超えた場合に貯留水を排水するための排水管１２が設けられる。

制御装置１０は、上述した電磁バルブ８２の開閉制御に加え、後述する第一配管５の第一噴出口５０からのガスの噴出や、第二配管６の第二噴出口６０からのガスの噴出を制御する。また、制御装置１０は、駆動装置４を制御する。

冷却槽２は、スクレーパ３の前進及び後進の方向において三つの空間に大別される。具体的には、導入口２１の直下（最下面２３ｃの上方）の空間（消火加湿空間２４）と、第一傾斜面２３ａの上方に位置する空間（第一空間２５）と、第二傾斜面２３ｂの上方に位置する空間（第二空間２６）である。
消火加湿空間２４は、導入口２１から焼却灰が導入されるともに、この焼却灰を消火及び冷却しつつ加湿する空間である。第一空間２５は、スクレーパ３により押された焼却灰を引き続き加湿するとともに、所定水位よりも上方に位置する焼却灰の水分を抜いて固化しない程度に乾燥させる空間である。第二空間２６は、上記の駆動装置４、注水管８、排水管１２及び水位計１１が配置される空間である。また、スクレーパ３が最も後退した状態（図１中の二点鎖線の状態）では、スクレーパ３の大部分が第二空間２６内に位置する。

図１に拡大して示すように、スクレーパ３の上面３ａと後壁２０Ｒ（壁面２０のうち排出口２２側の面（すなわち前壁２０Ｆ）に対向する壁面）の下端部２０ｂとの間には、導入口２１の直下の空間（消火加湿空間２４）と第二傾斜面２３ｂの上方の空間（第二空間２６）とを連通する隙間Ｇが設けられる。隙間Ｇは、スクレーパ３が最も前進した状態（図１中の実線の状態）でも確保される。
貯留水は、スクレーパ３の往復動作と逆方向に隙間Ｇを流通する。すなわち、貯留水は、スクレーパ３の後進時には、前進方向Ｄｆに隙間Ｇを通過して第二空間２６から消火加湿空間２４へ流れ、スクレーパ３の前進時には、後進方向Ｄｒに隙間Ｇを通過して消火加湿空間２４から第二空間２６へ流れる。

［２．要部構成］
スクレーパ３が往復動作すると貯留水に水流が生じ、貯留水に浸かっている焼却灰が貯留水とともに隙間Ｇから第二空間２６に入り込んで第二空間２６に堆積する戻り灰となりうる。灰押出装置１は、第二空間２６内に入り込んだ戻り灰が堆積することを抑制し、隙間Ｇを通じて消火加湿空間２４に戻るように構成しつつ、清掃または点検の際の不具合を解消した点に特徴がある。

具体的には、灰押出装置１は、第二傾斜面２３ｂとスクレーパ３との間に向けてガスを噴出する第一配管先端部５Ａと、第一配管先端部５Ａに冷却槽２の外部で接続された接続管５Ｂと、接続管５Ｂに接続された直管５Ｃとを備える第一配管５を有する。第一配管先端部５Ａは、往復動作するスクレーパ３及びアーム４１の双方に接触しない位置、且つ、所定水位よりも下方に、冷却槽２の第二傾斜面２３ｂを貫通して気密に設置される。なお、スクレーパ３は冷却槽２の実質的に全幅に亘って設けられる一方、アーム４１は幅方向に間隔をあけて複数配置されるため、第一配管先端部５Ａは、幅方向においてアーム４１と重ならない位置に配置される。

第一配管先端部５Ａの一端には、ガスを噴出する第一噴出口５０が設けられる。灰押出装置１は、第一配管５の他端に設けられた第一コンプレッサ５１（第一ガス供給装置）を有する。灰押出装置１は、第一噴出口５０から噴出されたガスにより生じる貯留水の水流とガスによる泡とによって、第二傾斜面２３ｂ側に堆積しようとする戻り灰を攪拌する。なお、第一配管５の中途（例えば、直管５Ｃ）には、制御装置１０により開閉制御される第一電磁バルブ５２が介装される。

第一噴出口５０から噴出されるガスは、この第一コンプレッサ５１により圧縮された圧縮空気である。なお、圧縮空気の代わりに、焼却灰を生成する焼却炉の排ガスを第一噴出口５０から噴出する構成としてもよい。この場合、第一コンプレッサ５１に代えて又は加えて、焼却炉の排ガスダクトから排ガスを第一配管５の他端に導入するための導入管を接続すればよい。すなわち、第一ガス供給装置は第一コンプレッサ５１に限られない。

次に、第一配管先端部５Ａの周辺構造について説明する。図２～図４に示すように、灰押出装置１は、冷却槽２の外面にシール溶接されたドーナツ形状の第一フランジ５３と、第一フランジ５３に対して気密に蓋をする第二フランジ５４とをさらに有する。第一配管先端部５Ａは、第二フランジ５４に気密に固定された直管である。第二フランジ５４を第一フランジ５３に気密に固定した状態では、第一配管先端部５Ａは水平方向に延びるように配置される。

第二傾斜面２３ｂ（灰押出装置１の底板）には、第一配管先端部５Ａが挿通される貫通孔２３ｈが設けられる。第一フランジ５３は、円板且つドーナツ状であり、ドーナツ状の孔の位置を貫通孔２３ｈに合わせた状態で、第二傾斜面２３ｂの外面にシール溶接される。
なお、シール溶接とは、密閉を目的とした溶接を意味する。図２及び図４中の符号５６で示す黒塗り部分がシール溶接された溶接部である。

第二フランジ５４は、第一フランジ５３と同径の円板であって、第一フランジ５３のドーナツ状の孔を塞ぐ蓋であり、第一フランジ５３と気密に固定される。第一フランジ５３には、固定用のボルト５５が螺合される雌ネジ構造のボルト挿通孔５３ｈ（図４中に一箇所図示する）が設けられる。また、第二フランジ５４には、単なる貫通孔であるボルト挿通孔５４ｈ（図４中に一箇所図示する）が設けられる。図３では、四つのボルト５５により第一フランジ５３及び第二フランジ５４が固定される構成を例示しているが、ボルト５５の個数は四つに限られない。また、各フランジ５３、５４の形状は円板に限られず、また、気密に固定できれば互いに同径でなくてもよい。

第一配管先端部５Ａは、第二フランジ５４を貫通して第二フランジ５４にシール溶接されており、第二フランジ５４と第一配管先端部５Ａとは予め一体化されている。本実施形態の第一配管５は、第二フランジ５４と一体化された第一配管先端部５Ａと、他の装置等を回避した経路に配置された直管５Ｃと、第一配管先端部５Ａ及び直管５Ｃを気密に接続可能な接続管５Ｂとから構成される。なお、接続管５Ｂ及び直管５Ｃの個数は一つであってもよいし、複数設けられてもよい。また、他の装置等を回避した経路にするため、図３に示すように、Ｘ軸方向から見て、接続管５Ｂを、Ｚ軸方向に対し所定角度θ（例えば、４５度）だけ傾けて第一配管先端部５Ａに接続してもよい。
図４に示すように、第二フランジ５４と一体化された第一配管先端部５Ａは、第一フランジ５３のドーナツ状の孔及び底面２３の貫通孔２３ｈに挿入され、図示しないガスケットを挟んで、二つのフランジ５３及び５４をボルト止めすることで気密に固定される。

第一配管先端部５Ａの第一噴出口５０における形状は、下端から上端に向かって鋭角となる竹槍形状である。二つのフランジ５３及び５４を気密に固定し、灰押出装置１を駆動させると、戻り灰が灰押出装置１の底面２３に沿って第一配管先端部５Ａに向かって移動してくる可能性がある。これに対し、第一噴出口５０が竹槍形状（人の口に例えれば、下あごが上あごよりも飛び出している形状）であるため、底面２３に沿って移動してきた焼却灰は、下あごの下側と底面２３との間（図２中の符号Ｓで示す空間）に移動することから、第一噴出口５０が閉塞されにくい。

なお、ここでは、第一配管先端部５Ａが水平方向に延びるように固定される構成を説明したが、第二フランジ５４への第一配管先端部５Ａの固定の角度を様々に変えた複数のバリエーションを用意してもよい。第一配管先端部５Ａ付きの第二フランジ５４は簡単に取り換え可能であるため、例えば、焼却灰の質に応じて、戻り灰の量を低減する効果が大きい角度のものを使用すればよい。また、第一配管先端部５Ａの第一噴出口５０における形状は、上記の竹槍形状に限られない。例えば、第一配管先端部５Ａの固定角度に応じて形状を変更してもよい。

灰押出装置１に設けられる第一配管５の個数は、灰押出装置１の大きさによって増減させてよい。すなわち、灰押出装置１の種類により、一箇所のみに設置する場合もあれば、二つ以上設置してもよい。冷却槽２に複数の第一配管５が設置される場合には、冷却槽２の幅方向（Ｙ軸方向）に均等に配置されることが好ましい。例えば、図５に示すように、二つのアーム４１の稼働範囲の間に二つの第一フランジ５３を溶接し、各第一フランジ５３に第一配管５を接続してもよい。あるいは、アーム４１の稼働範囲の幅方向外側にも第一フランジ５３を溶接して第一配管５を接続することで、この位置での戻り灰の量を低減してもよい。なお、各第一配管５には、第一コンプレッサ５１及び第一電磁バルブ５２が設けられる。

冷却槽２に複数の第一フランジ５３が設置される場合、複数の第一フランジ５３の各々に、それぞれ対応する第二フランジ５４及び第一配管５が設置される。この場合、制御装置１０が、各第一フランジ５３から突出した第一配管先端部５Ａの第一噴出口５０からのガス噴出のタイミングを制御してもよい。制御装置１０は、複数の第一噴出口５０から同時にガスを噴出してもよいし、それぞれ時間差を設けて噴出してもよい。例えば、二つの第一噴出口５０が設けられる場合には、交互にガスを噴出させてもよい。同時にガスを噴出する場合と時間差でガスを噴出する場合とでは、水流が変わるため、焼却灰の質や量に応じて、戻り灰の量の低減効果が大きい制御を制御装置１０が実施すればよい。なお、制御装置１０は、少なくともスクレーパ３の後進の際に第一噴出口５０からガスを噴出させる。ただし、スクレーパ３の動作に関わらず、常時ガスを噴出する構成としてもよい。

図１に示すように、灰押出装置１は、第二傾斜面２３ｂの上方であって、往復動作するスクレーパ３及びアーム４１に接触しない位置に一端（下端）から他端（上端）まで配置された直線状の第二配管６をさらに有する。第二配管６は、その一端が所定水位よりも下方に配置されており、この一端に、他端から導入されたガスを噴出する第二噴出口６０を備える。第二配管６の他端には、第二コンプレッサ６１（第二ガス供給装置）が設けられる。第二配管６から噴出されるガスは、この第二コンプレッサ６１により圧縮された圧縮空気、または、焼却炉の排ガスである。

第二配管６の一端の形状は、実質的に水平方向に屈曲形成された角部を備えたＬ字形状である。第二噴出口６０は、壁面２０のうち第二傾斜面２３ｂの上方に位置する壁面（すなわち後壁２０Ｒ）の下端部２０ｂに形成された開孔に接続される。なお、開孔は、下端部２０ｂにおいて壁面２０の厚み方向に貫通する孔や切欠きであり、第二噴出口６０が嵌合可能な形状であることが好ましい。第二噴出口６０は、当該開孔に対し、後壁２０Ｒの外側（第二空間２６側）を向く面から挿入され、第二噴出口６０の先端が後壁２０Ｒの内側（消火加湿空間２４側）を向く面と一致する位置で固定される。

灰押出装置１は、第二噴出口６０から噴出されたガスにより生じる貯留水の水流とガスによる泡とによって、壁面２０の下端部２０ｂとスクレーパ３の上面３ａとの隙間Ｇに貯留水を流通させる。より具体的には、第二配管６が上記のように配置されることで、第二噴出口６０からガスが隙間Ｇの近傍で噴出され、当該ガスにより生じる貯留水の水流とガスによる泡が、スクレーパ３の上面３ａに堆積した焼却灰ではね返り、隙間Ｇの周辺に滞留する焼却灰や浮遊する焼却灰（浮遊灰）を攪拌する。

詳述すると、灰押出装置１では、第二噴出口６０から噴出されたガスにより生じる貯留水の水流とガスによる泡が、まず、スクレーパ３の上面３ａに堆積した焼却灰を削り取る。そして、当該堆積した焼却灰ではね返り隙間Ｇの近傍に流れ込む泡が、隙間Ｇの周囲に付着した焼却灰を剥離し、当該堆積した焼却灰ではね返って隙間Ｇの近傍に流れ込む水流が、当該剥離した焼却灰及び当該隙間に堆積しようとする焼却灰を押し流す。
従って、隙間Ｇの焼却灰による閉塞が抑制されるため、スクレーパ３の往復動作に伴って、戻り灰を含む貯留水を第二空間２６から消火加湿空間２４へ効果的に排出することができる。

［３．作用及び効果］
（１）本実施形態の灰押出装置１によれば、第二傾斜面２３ｂの近傍で第一噴出口５０から噴出されたガスにより生じる水流と泡が、第二傾斜面２３ｂとスクレーパ３の間を前進方向Ｄｆに進み、やがてスクレーパ３の排出口２２側を向く押出面３ｂまたは上面３ａに速度を落として穏やかに当たることではね返り、または、当たることなく渦を巻く。このため、当該ガスによる泡で、第二空間２６に堆積（例えば、第二傾斜面２３ｂに堆積、スクレーパ３の裏側に堆積、等）した戻り灰が剥離され、当該水流によって、当該剥離した戻り灰のみならず第二空間２６に堆積しようとする戻り灰を攪拌する。

言い換えると、第二空間２６内に堆積した戻り灰を剥離するとともに、第二空間２６内の戻り灰が第二傾斜面２３ｂ上に堆積する前に、第一噴出口５０から噴出されるガスによって戻り灰を攪拌し、貯留水内に戻り灰が混ざり合った状態（流動状態）を保つ。従って、灰押出装置１は、戻り灰を第二空間２６から容易に排出することができる。また、灰押出装置１においては、戻り灰は、上記泡の浮力によりスクレーパ３の裏側や第二傾斜面２３ｂの近傍から水面に押し上げられて分散する。これによっても、灰押出装置１は、戻り灰を第二空間２６からさらに容易に排出することができる。

第二空間２６で攪拌された戻り灰は、スクレーパ３の往復動作により生じる水流に乗って、貯留水とともに隙間Ｇから消火加湿空間２４へと排出される。従って、灰押出装置１によれば、簡易な構造で、且つ、戻り灰の量を減少、抑制することができる。
さらに、第一配管５は、第一配管先端部５Ａを除き、冷却槽２の内部に存在しないため、灰押出装置１の内部を清掃または点検する際の不具合、例えば、灰押出装置１の内部に配置する配管が人の動きを阻害して清掃または点検に時間を要したり、人が当該配管を誤って故障させたりするなどの不具合を解消できる。

第一配管先端部５Ａは、第二フランジ５４に気密に固定されて一体化されており、第二フランジ５４は、冷却槽２の外面にシール溶接された第一フランジ５３に対し気密に蓋をする構成であるため、第一配管先端部５Ａを、冷却槽２を貫通した状態で気密に設置することができる。
なお、第一配管先端部５Ａが水平方向に延びるように配置されることで、第一噴出口５０からのガスは、第二傾斜面２３ｂから離れる方向に噴出する。このため、第一噴出口５０から噴出されたガスが第二傾斜面２３ｂを削るなどして損傷することがない。

冷却槽２に複数の第一フランジ５３が設置され、各第一フランジ５３に、第一配管先端部５Ａ付きの第二フランジ５４を設置することで、冷却槽２の広い範囲で戻り灰の堆積を一層抑制することができる。
また、制御装置１０によって、複数設置した第一配管先端部５Ａからのガスの噴出を同時またはそれぞれ時間差を設けることで、焼却灰の性質に応じた適切な水流を作り出し、効果的に戻り灰の量の減少、抑制をすることができる。なお、液体ではなくガスを噴出する構成とすることで、貯留水の液量に影響を与えることなく戻り灰の量の減少、抑制をすることができる。

上記の第一配管先端部５Ａの第一噴出口５０における形状は、下端から上端に向かって鋭角となる竹槍形状である。このように形状を工夫したことで、底面２３に沿って移動してきた焼却灰により第一噴出口５０が閉鎖されることを抑制でき、第一配管５の戻り灰による詰まりを低減または防止することができる。

また、上記の灰押出装置１には第二配管６も設けられている。この第二配管６を通じて貯留水内で噴出されたガスが泡となりながら水流を生じさせ、上記はね返りにより泡を伴った水流が隙間Ｇ近傍に流れ込む。これにより、焼却灰による隙間Ｇの閉塞が抑制できるため、スクレーパ３の往復動作に伴う隙間Ｇを介した貯留水の行き来を確保できる。言い換えると、スクレーパ３の往復動作により生じる水流に乗せて、戻り灰を貯留水とともに隙間Ｇから消火加湿空間２４へ排出することができる。従って、簡易な構造で、戻り灰の量の減少、抑制効果をさらに強化することができる。また、第二噴出口６０から噴出されるガスにより生じる貯留水の水流とガスによる泡とによって、特に、上記のはね返った水流と泡とによって、導入口２１の直下の水面に浮遊する焼却灰（浮遊灰）を攪拌して加湿することができ、浮遊灰が水面で固化するアーチングを防止できる。

加えて、注水管８と水位計１１を適切に設置することで、水位計１１を適時洗浄して計測誤差を減少させることができる。これにより、冷却槽２内の貯留水の水位を適切に保つことができる。

上述した灰押出装置１は一例であり、上述した構成に限られない。
例えば、上述した実施形態の灰押出装置１において、制御装置１０がガスの噴出タイミングだけでなく、噴出量を制御するよう構成してもよい。

１ 灰押出装置
２ 冷却槽
３ スクレーパ
３ａ 上面
３ｂ 押出面
３ｃ 先端
４ 駆動装置
５ 第一配管
５Ａ 第一配管先端部
５Ｂ 接続管
５Ｃ 直管
６ 第二配管
８ 注水管
１０ 制御装置
１１ 水位計
１２ 排水管
１９ 搬送装置
２０ 壁面
２０ｂ 下端部
２０Ｒ 後壁
２１ 導入口
２２ 排出口
２３ 底面
２３ａ 第一傾斜面
２３ｂ 第二傾斜面
２３ｃ 最下面
２３ｄ 開口端
２３ｈ 貫通孔
２４ 消火加湿空間
２５ 第一空間
２６ 第二空間
４０ 駆動軸
４１ アーム
５０ 第一噴出口
５１ 第一コンプレッサ（第一ガス供給装置）
５２ 第一電磁バルブ
５３ 第一フランジ
５３ｈ ボルト挿入孔
５４ 第二フランジ
５４ｈ ボルト挿入孔
５５ ボルト
５６ 溶接部
６０ 第二噴出口
６１ 第二コンプレッサ（第二ガス供給装置）
６２ 第二電磁バルブ
８２ 電磁バルブ
Ｄｆ 前進方向
Ｄｒ 後進方向
Ｇ 隙間

Claims (5)

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、
   前記冷却槽内の前記貯留水が、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を超えた場合に前記貯留水を排水するための排水管とを有し、
   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が形成された開口端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、
   前記スクレーパ及び前記アームに接触しない位置、且つ、前記所定水位よりも下方に、前記冷却槽の前記第二傾斜面を貫通して気密に設置され、第一噴出口からガスを前記第二傾斜面と前記スクレーパとの間に向けて噴出する第一配管先端部と、
   前記第一配管先端部に前記冷却槽の外部で接続された接続管と、
   前記接続管に接続された直管と
   を備える第一配管と、
   前記第一配管に前記ガスを供給する第一ガス供給装置と、
   前記冷却槽の外面に固定される第一フランジと、
   前記第一フランジに対して気密に蓋をする第二フランジと
   を有し、
   前記第一配管先端部が前記第二フランジに気密に固定されて一体化され、
   前記第二フランジ及び前記第一配管先端部は、前記第二フランジへの前記第一配管先端部の固定の角度が異なる複数のバリエーションが用意され、前記バリエーションの中から前記焼却灰の質に応じた前記固定の角度で一体化されている前記第二フランジ及び前記第一配管先端部に取り換えられ、前記第一噴出口から噴出された前記ガスにより生じる前記貯留水の水流と前記ガスによる泡とによって、前記第二傾斜面側に堆積しようとする戻り灰を攪拌する灰押出装置。
2. 前記冷却槽に、複数の前記第一フランジが設置され、
   前記複数の第一フランジの各々に、それぞれ対応する前記第二フランジ及び前記第一配管が設置された請求項１に記載の灰押出装置。
3. 前記第一噴出口からの前記ガスの噴出を制御する制御装置をさらに有し、
   前記ガスは、圧縮空気または前記焼却灰を生成する焼却炉の排ガスであり、
   前記制御装置は、少なくとも前記後進の際、前記複数の第一フランジに対応して設置された複数の前記第一配管の前記第一噴出口から、前記ガスを同時またはそれぞれ時間差を設けて噴出させる請求項２に記載の灰押出装置。
4. 前記第一配管先端部の前記第一噴出口における形状は、前記第一配管先端部の延在方向に下端が上端よりも飛び出している形状である請求項３に記載の灰押出装置。
5. 前記冷却槽内の前記貯留水の水位を検出する水位計と、
   前記水位計の上方且つ近傍に設置され、前記水位計で検出された水位に基づいて注水し、前記冷却槽内の前記貯留水を増水する注水管と、
   前記第二傾斜面の上方であって、前記往復動作する前記スクレーパ及び前記アームに接触しない位置に一端から他端まで配置された第二配管と
   をさらに有し、
   前記第二配管は、前記一端が前記所定水位よりも下方に配置されるとともに、前記一端に、前記他端から導入された前記ガスを噴出する第二噴出口を備え、
   前記第二噴出口は、前記壁面のうち前記第二傾斜面の上方に位置する壁面の下端部に形成された開孔に接続され、
   前記水位計は、前記第二傾斜面の上方であって、前記スクレーパが最も後進した際の前記スクレーパの後端と前記開孔が形成された前記壁面との間に配置され、
   前記水位計は、前記注水管からの注液で洗浄され、
   前記第二噴出口から噴出された前記ガスにより生じる前記貯留水の水流と前記ガスによる泡とによって、前記壁面の前記下端部と前記スクレーパの上面との隙間に前記貯留水を流通させる請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の灰押出装置。

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