(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融炉からの溶融スラグを落下させる落下路が設けてあり、
前記落下路の下端で前記溶融スラグを受けて急冷する水槽が設けてあり、
前記水槽内に落下した前記溶融スラグを前記水槽から排出するコンベヤが、前記水槽の内部に配置してあり、
前記落下路を落下する前記溶融スラグを前記コンベヤよりも上方で受け止め可能な受止体が、前記溶融スラグを受け止める受止状態と、受け止めた前記溶融スラグを落下させる非受止状態とに切替自在に設けてある溶融スラグ排出装置であって、
前記受止体に、前記受止状態において設定寸法以下の溶融スラグが下方に通過可能な貫通部を分散させて設けてある溶融スラグ排出装置。
【請求項２】
前記受止体は、前記水槽の水中であって水面近傍に配置してある請求項１に記載の溶融スラグ排出装置。
【請求項３】
前記受止体は、前記落下路で上下揺動することで前記受止状態と非受止状態とに切り替わるように形成してあると共に、受止体本体は、揺動軸から揺動先端に延びる櫛歯状に構成してある請求項１又は２に記載の溶融スラグ排出装置。
【請求項４】
前記受止体は、受止状態において落下した前記溶融スラグから受ける力により所定の揺動を許容する緩衝装置を備えてある請求項３に記載の溶融スラグ排出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融炉からの溶融スラグを落下させる落下路が設けてあり、前記落下路の下端で前記溶融スラグを受けて急冷する水槽が設けてあり、前記水槽内に落下した前記溶融スラグを前記水槽から排出するコンベヤが、前記水槽の内部に配置してあり、前記落下路を落下する前記溶融スラグを前記コンベヤよりも上方で受け止め可能な受止体が、前記溶融スラグを受け止める受止状態と、受け止めた前記溶融スラグを落下させる非受止状態とに切替自在に設けてある溶融スラグ排出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の溶融スラグ排出装置としては、図７に示すように、溶融炉２の下方に連設されている落下路３は、溶融スラグＳが水槽４までスムーズに落下できるように、その内空部には障害となるものは何も設けられていなかった（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−７３２３３号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記溶融炉から発生する溶融スラグは、通常、小さな水滴状で落下する。しかし、溶融物の物性や、落下路の温度環境等の条件によって、稀に、大きな塊となって落下することがある。
上述した従来の溶融スラグ排出装置によれば、落下路は、溶融スラグの落下の妨げになるものが無いから、大きな塊となった溶融スラグは、重力加速度の作用で加速されて一気に前記水槽に落下する。前記水槽には、溶融スラグの大きな落下衝撃が加わり、溶融スラグからの衝撃力が、直接的、又は、水中を伝播して間接的に、コンベヤに作用する。
その結果、コンベヤが損傷したり、作動不良を起こす危険性がある。
この問題を緩和するためには、例えば、前記落下路を落下する前記溶融スラグを前記コンベヤよりも上方で受け止め可能な平板状の受止体を、前記溶融スラグを受け止める受止状態と、受け止めた前記溶融スラグを落下させる非受止状態とに切替自在に設けることが提案される。
しかしながら、この提案装置によれば、前記受止状態においては、溶融炉から落下する溶融スラグの全量を、受止体で受け止めることになるから、その間、コンベヤへの溶融スラグの供給量が極端に減少する。一方、受止体を前記非受止状態に切り替えると、受け止められていた溶融スラグが全てコンベヤ上に落下するから、急激に供給量が増加する。そのため、コンベヤは、この急激に増加した供給量を定格量として搬送する必要が生じ、平均的な供給量と比較すると大きなコンベヤを設置することとなる。
このように、コンベヤへの溶融スラグの供給量にバラツキが生じ易く、搬送効率の低下を招きやすい問題点が挙げられる。
【０００５】
従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、溶融スラグの落下衝撃の悪影響が発生し難く、且つ、搬送効率の向上を見込める溶融スラグ排出装置を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の特徴構成は、溶融炉からの溶融スラグを落下させる落下路が設けてあり、前記落下路の下端で前記溶融スラグを受けて急冷する水槽が設けてあり、前記水槽内に落下した前記溶融スラグを前記水槽から排出するコンベヤが、前記水槽の内部に配置してあり、前記落下路を落下する前記溶融スラグを前記コンベヤよりも上方で受け止め可能な受止体が、前記溶融スラグを受け止める受止状態と、受け止めた前記溶融スラグを落下させる非受止状態とに切替自在に設けてある溶融スラグ排出装置であって、前記受止体に、前記受止状態において設定寸法以下の溶融スラグが下方に通過可能な貫通部を分散させて設けてあるところにある。
【０００７】
本発明の第１の特徴構成によれば、前記受止体に、前記受止状態において設定寸法以下の溶融スラグが下方に通過可能な貫通部を分散させて設けてあるから、受止体を前記受止状態にした状態では、特に水槽のコンベヤに悪影響を与える可能性のある大きな溶融スラグの塊（設定寸法を超える塊）を、前記受止体で受け止めることができ、溶融スラグがコンベヤを直撃して損傷させたり作動不良を起こす悪影響を緩和できる。尚、前記受止体で受け止めた溶融スラグ（設定寸法を超える塊）は、受止体を前記非受止状態にすることで落下するが、その際にはコンベヤに対する落差が小さいから落下衝撃が緩和され、コンベヤへ悪影響を及ぼし難い。更に、溶融スラグを受止体で受け止めることで、水面の変動を防止し、コンベヤの外への水の飛散防止も図れる。
また、前記受止体で受け止める溶融スラグは、溶融炉から落下する全量ではなく、前記貫通部を通過しなかったもの（設定寸法を超えるもの）に絞られるから、受止体で受け止める支持重量の軽減によって、簡易な支持構造を採用することができ、設備コストの低減を図れる。
一方、前記貫通部は、受止体に分散させて、全域に偏らない状態に位置している。設定寸法を超える大きな溶融スラグが前記受止状態の受止体の一部に受け止められて、その部分の貫通部が塞がっても、他の位置に分散している貫通部から、設定寸法以下の溶融スラグを連続して下方に通過させることができる。
その結果、受止体が前記受止状態であっても、下方への溶融スラグの通過を継続できるから、コンベヤへのスラグ供給量の時間的な偏りを緩和でき、スラグの搬送効率向上が図れる。
【０００８】
本発明の第２の特徴構成は、前記受止体は、前記水槽の水中であって水面近傍に配置してあるところにある。
【０００９】
本発明の第２の特徴構成によれば、受止体の水深が浅くなるから、受止体で受け止めた溶融スラグの塊の一部のみを水に浸して急冷することができる。従って、溶融スラグの一部に積極的に熱収縮を発生させて、他部との間の応力バランスを崩すことで内部歪が生じ、自らが砕ける作用を期待できる。よって、大きな溶融スラグを特別な装置を用いて粉砕しなくても、溶融スラグを砕くことができる。
また、大きい溶融スラグ全体が短時間で水に浸かるのを防止でき、水蒸気の大量発生や、それに伴う、溶融炉内の内圧上昇を緩和できる。更に、溶けたスラグが、水に浸かり、固化してから受止体に接するため、溶けたスラグが、受止体に固着することを防ぐことができる。
【００１０】
本発明の第３の特徴構成は、前記受止体は、前記落下路で上下揺動することで前記受止状態と非受止状態とに切り替わるように形成してあると共に、受止体本体は、揺動軸から揺動先端に延びる櫛歯状に構成してあるところにある。
【００１１】
本発明の第３の特徴構成によれば、受止体は、前記落下路で上下揺動することで前記受止状態と非受止状態とに切り替わるように形成してあるから、前記受止状態から非受止状態に切替操作を行う際には、受止体を下方へ揺動駆動させることになり、受け止めている溶融スラグの重量を、受止体の駆動に有効に利用することができ、駆動装置の省力化を図ることができる。
また、受止体本体は、揺動軸から揺動先端に延びる櫛歯状に構成してあるから、受止体を下方へ揺動させ溶融スラグを下方へ落下させる際に、櫛歯がレールの作用を果たし、受け止めている溶融スラグを引っ掛けることなくスムーズに下方へ誘導することができる。
【００１２】
本発明の第４の特徴構成は、前記受止体は、受止状態において落下した前記溶融スラグから受ける力により所定の揺動を許容する緩衝装置を備えてあるところにある。
【００１３】
本発明の第４の特徴構成によれば、受止体は上下揺動方向に緩衝装置を備えるように構成してあるから、大重量の溶融スラグの塊が落下したときに受止体にかかる衝撃を緩衝装置で吸収することができる。このことにより、受止体の強度を越えるような衝撃を緩衝装置で吸収することにより、受止体の破損を防止することができ、安定した連続運転が可能となる。
緩衝装置の一例としては、揺動軸の駆動を油圧で行うものが挙げられる。緩衝装置としては油圧配管上にアキュームレータを設置し、受止体にかかった衝撃は、作動油を経由してアキュームレータで吸収するように構成することができる。また、アキュームレータの代わりに、油圧配管中にリリーフバルブを設置して過剰な圧力を逃がす方法など、様々な方法が採用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】溶融スラグ排出装置を示す模式図
【図２】溶融スラグ排出装置を示す側面視説明図
【図３】溶融スラグ排出装置を示す正面視説明図
【図４】受止体の作用を示す斜視図
【図５】別実施形態の受止体を示す斜視図
【図６】別実施形態の受止体を示す斜視図
【図７】従来の溶融スラグ排出装置を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、図面において従来例と同一の符号で表示した部分は、同一又は相当の部分を示している。
【００１６】
図１は、本発明の溶融スラグ排出装置の一実施形態品（以後、単にスラグ排出装置１という）を示すもので、廃棄物溶融炉（溶融炉の一例）２の溶融スラグ排出部２ａの下方に連通状態に設置されている。
前記スラグ排出装置１は、前記溶融スラグ排出部２ａからの溶融スラグＳを落下させる落下路３と、その下方で前記溶融スラグＳを受けて急冷する水槽４と、前記水槽４内に落下した前記溶融スラグＳを前記水槽４から排出するチェーンコンベヤ（コンベヤ５の一例）とを備えて構成してある。
溶融スラグ排出部２ａから落下する溶融スラグＳを、前記水槽４で急冷して固め、その固化物Ｓａを、水槽４の底部分に設けたコンベヤ５で水槽４外に排出するように構成されている。
また、前記水槽４の水中であって水面近傍には、落下する溶融スラグＳを受け止め可能な一対の受止体６が設けられている。
【００１７】
前記落下路３は、平面形状が矩形形状のケーシング３Ａ内に確保されている。但し、平面形状は矩形形状に限らず、例えば、円形形状の場合もある。
【００１８】
前記水槽４は、図２、図３に示すように、前記ケーシング３Ａの下端部に連通状態に形成してあり、金属製の底板４Ａ、一対の側板４Ｂ、蓋４Ｃとを設けて構成してある。図中の左端部が、スラグＳを水槽４から排出する排出口７として設けられている。
【００１９】
前記底板４Ａは、図２に示すように、落下路３の下方に位置して底板４Ａの長手方向の中間部で他部より低く形成されている底部４Ａａと、底部４Ａａから前記排出口７にかけて昇り勾配に形成された下流傾斜部４Ａｂと、下流傾斜部４Ａｂとは反対側に傾斜状態に形成された上流傾斜部４Ａｃとを一体に備えて構成されている。
底板４Ａの両傾斜部４Ａｂ，４Ａｃの上端部は、水槽４の設定水位より高く形成してあり、水槽４内の水Ｗが、水槽外に溢れ出るのを防止している。
尚、前記コンベヤ５は、環状のコンベヤ本体５Ａで構成してあり、底板４Ａの長手方向に沿って表裏両面に掛けめぐる状態に設置してあり、底板４Ａの周りを回転駆動できるように形成してある。
【００２０】
前記側板４Ｂは、落下路３の下に位置する水槽部分である中央槽１３において、図３に示すように、一対の前記側板４Ｂどうしの間隔寸法が、下側ほど小さくなるように形成してある。
【００２１】
前記蓋４Ｃは、前記中央槽１３以外の部分において前記両側板４Ｂの上端にわたって設置してあり、水槽４内を密閉状態に閉塞できるように構成してある。このように蓋をすることで、スラグの落下によって水面が乱れて水槽周囲に水槽の水が飛散することを、防止することができる。
尚、前記下流傾斜部４Ａｂの上方に設置してある蓋部分は、図２に示すように、着脱自在な着脱蓋４Ｃａが設置してあり、例えば、水槽４のメンテナンス等を実施する際に、開閉操作できるように構成してある。
【００２２】
また、前記排出口７側の着脱蓋４Ｃａ部分には、センサースイッチ１１が設けてあり（図２参照）、コンベヤ５で排出口７に搬送される固化物Ｓａが、所定の高さ（例えば、排出口７の有効径）を上回る高さの場合に、コンベヤ５を停止させるように構成してある。このセンサースイッチ１１を設けてあるから、所定の寸法以上の大きい固化物Ｓａが搬送されて当該スラグ排出装置１に詰まったり、損傷を与えることを防止できる。
【００２３】
前記水槽４には、図２に示すように、前記落下路３の下端部分の水封を図る仕切板１２が設けてあり、この仕切板１２によって、水槽４は、落下路３の下に位置する中央槽１３と、その下流側の下流槽１４とに仕切られている。但し、中央槽１３と下流槽１４とは、下方部分で連通している。
従って、例えば、中央槽１３に、大重量の溶融スラグＳが落下して、水面が波立ち、更に中央槽１３の水Ｗが大量の蒸気になって一時的に水面が下がっても、水封が切れることを防止でき、前記センサースイッチ１１側の前記下流槽１４に高温蒸気が漏出するのを防止している。
【００２４】
前記中央槽１３の前記仕切板１２と、中央槽１３を挟んで仕切板１２に対向する蓋４Ｃ部分とにわたって、前記一対の受止体６の揺動軸１５がそれぞれ取り付けてあり、水槽外に設置してある回転駆動装置Ｍによってこの揺動軸１５を回転揺動駆動できるように構成されている。
前記一対の受止体６は、図３に示すように、中央槽１３の中の壁ぎわに前記揺動軸１５が別々に軸支される状態に設けてあり、揺動軸を回転し、受止体を上下回転揺動することで、前記落下路３からの前記溶融スラグＳを受け止める受止状態（図４（ａ）参照）と、受け止めた前記溶融スラグＳを落下させる非受止状態（図４（ｂ）参照）とに切替自在に設けてある。
前記両受止体６は、図４に示すように、前記揺動軸１５と、その揺動軸の長手方向に一定間隔をあけて軸径方向（揺動先端）に延出する状態に設けてある複数の受止体本体１６とを設けて構成した櫛歯状のものである。
前記受止体本体１６は、図に示すように、金属製の帯板で構成してあり、帯板の並設間隔は、落下によってコンベヤ５に悪影響を与える危険がある溶融スラグ外径の下限値に設定してある。従って、その設定寸法以下の溶融スラグＳは、隣接する帯板どうしの隙間（貫通部の一例）１６ａを通って下方に通過できる（図３参照）。更に、帯板を櫛歯状とすることで、受止体本体が落下の衝撃に強くなり、且つ、市販性のある部材を利用することで安価に構成することができるようになる。
また、受止体は、図２、図３に示すように、落下通路全面を覆うように構成されていることで、設定寸法以上の溶融スラグが、直接水槽に落下することを防止することができる。
受止体１６の前記受止状態においては、図３に示すように、一対の受止体６が、揺動範囲の上端位置で固定され、互いが前記落下路３の横断面で水平な状態に位置する。従って、落下路３を落下する溶融スラグＳは、前記設定寸法を超える外径のものについて前記受止体６によって受け止められ、設定寸法以下のものは、水槽４の下方に通過する。
前記受止体６は、前記受止状態で水槽４の水中に浸かっているから、受け止めた大径の溶融スラグＳは、その下部のみが水Ｗによって急冷される。下部が一気に急冷収縮した溶融スラグＳ内にはクラックが発生して砕け易い状態になる。自ら、砕けたものは、前記隙間１６ａを通して水槽４の下方へ通過する。
前記受止体６を揺動範囲の下端位置まで揺動駆動させると前記非受止状態となり、図４（ｂ）に示すように、受け止めていた溶融スラグＳは、受止体本体１６の上を滑って水槽４の下方へ落下する。
本実施形態では、揺動駆動運転は、受止状態を一定時間保持した後、一対の受止体を交互に受止状態から非受止状態へ切り替えるものである。この事により、受止状態の受止体が落下路下部にない時間を減らし、大きな溶融スラグがコンベヤに直接落下する可能性を減らすことができる。
前記受止体６を受止状態から非受止状態に切り替える際の揺動駆動運転は、例えば、定期的に駆動切替する方法や、受け止めている溶融スラグＳの量が所定の量に達したら駆動切替する方法等、さまざまな制御が可能である。
【００２５】
前記水槽４には、図には示さないが、高温の溶融スラグＳの冷却に伴う水Ｗの温度上昇に対処する冷却装置や、気化に伴う水量減少に対処する水調整機構が設けられている。このことにより、水温は低く抑えられ、温水による受止体の腐食促進を抑制することができる。
更に、水Ｗに苛性ソーダ等の薬品を供給するＰＨ調整装置が設けられており、水Ｗをほぼ中性に保持している。このことで、酸性化した水による受止体の腐食を防止することができる。
【００２６】
また、前記底板４Ａの下方には、図２に示すように、コンベヤ５を覆うカバー１７が設けられている。このカバー１７には、内部のコンベヤ５の点検作業時に開閉できる点検口１７ａが数個所設けられている。
【００２７】
本実施形態の溶融スラグ排出装置によれば、コンベヤ５に悪影響を与える可能性のある大きな塊（設定寸法を超える塊）の溶融スラグＳを、前記受止体６で受け止めることができ、コンベヤ５の損傷等の悪影響を防止できる。
また、前記受止体６では、大きな塊のみを受け止めるから、溶融スラグＳの全量を受け止めるものに比べて簡易な支持構造を採用でき、設備コストの低減を図れる。
更には、受止体が前記受止状態であっても、下方への溶融スラグの通過を継続できるから、コンベヤへのスラグ供給量の時間的な偏りを緩和でき、スラグの排出作業の搬出効率向上を図れる。
【００２８】
〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。
【００２９】
〈１〉  前記溶融スラグＳの発生源は、先の実施形態で説明した廃棄物溶融炉に限るものではなく、他の溶融炉であってもよく、当該溶融スラグ排出装置は、如何なる溶融スラグをも対象とすることができる。
〈２〉  前記受止体６は、先の実施形態で説明した一対の揺動軸１５と受止体本体１６とによる構成に限るものではなく、例えば、図５に示すように、単一の揺動軸と、その揺動軸に各受止体本体１６を設けた櫛歯状のものであってもよい。
また、受止体６の駆動形態として、揺動に替えて出退駆動によるものであってもよい。
〈３〉  前記受止体６に備えた貫通部１６ａは、先の実施形態で説明した櫛歯間の隙間に限るものではなく、例えば、受止体６を、図６に示すように、網状体で構成してある場合には、網目そのものが貫通部１６ａとなる。また、受止体６は、平板の受止体６に対して、貫通穴を全体に分散させたパンチングメタルやエキスパンドメタルで構成してあってもよい。
【００３０】
尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００３１】
２      廃棄物溶融炉（溶融炉の一例）
３      落下路
４      水槽
５      コンベヤ
６      受止体
１５    揺動軸
１６    受止体本体
１６ａ  隙間（貫通部の一例）
Ｓ      溶融スラグ
【図１】
0005520065.tif 000002
【図２】
0005520065.tif 000003
【図３】
0005520065.tif 000004
【図４】
0005520065.tif 000005
【図５】
0005520065.tif 000006
【図６】
0005520065.tif 000007
【図７】
0005520065.tif 000008