(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶湯を保持する炉本体と、炉本体の外側に設けられ、炉本体に投入された廃棄物を溶解する加熱手段と、前記炉本体の下部に配置された排出装置とを具備し、
前記排出装置は、溶湯を炉本体の下部から排出し、その排出通路に耐熱砂を充填した排出ノズルと、この排出ノズルの先端を開閉する蓋付きアームと、このアームに連結されてアームを作動させる駆動手段とを有し、
前記排出ノズルは、排出部長さ１５０ｍｍ以上、排出口径５０ｍｍ以上であることを特徴とする廃棄物溶融炉。
【請求項２】
前記耐熱砂は、ＳｉＯ２が主体でカーボンを２〜２０％添加し、粒径が０．１ｍｍ〜５ｍｍでＪＩＳの耐炉度が２５ＳＫ以上であることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物溶融炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は廃棄物溶融炉に関し、特に無機廃棄物及び金属廃棄物を同一炉内で溶融し、一括して排出する廃棄物溶融炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知の如く、原子力発電所から発生する金属廃棄物、保温材やコンクリートなどの無機廃棄物処理方法の一つとして溶融固化処理方法が知られている。
【０００３】
図２は、溶融固化処理方法を利用した従来の廃棄物溶融炉を示す。
図中の符番１は、セラミック耐火材からなる炉本体を示す。炉本体１の外側には廃棄物溶融用の上部高周波コイル２が配置されている。前記炉本体１の排出口１ａには、導電性耐火物の排出口加熱と溶融物固化プラグを加熱溶解して排出させる下部高周波コイル３が配置されている。前記炉本体１の上部には、ＳＵＳ製の容器４を上下させる投入装置（図示せず）が配置されている。前記容器４内には、保温材、コンクリート、ガラス等の無機廃棄物５や金属廃棄物６が投入される。前記炉本体１の真下には、廃湯ポット７が配置されている。
【０００４】
次に、上記構成の廃棄物溶融炉の作用について説明する。
まず、容器４を投入装置より炉本体１内に入れ、上部高周波コイル２にて容器４を加熱し、容器４内に溶融助剤の溶湯を作る。次に、無機廃棄物５を容器４に投入して１３００℃まで加熱して溶融する。つづいて、溶融後、無機廃棄物５の溶融物内へ金属廃棄物６を投入して金属廃棄物６の溶融を行う。容器４が溶融すると排出口１ａに溶融物が流れ出し、排出口１ａ内で冷却され固化プラグされる。金属廃棄物６が溶融後、１５００〜１６００℃まで加熱され、排出口１ａと溶融固化プラグを下部高周波コイル３にて加熱再溶融し、無機廃棄物５と金属廃棄物６を一括排出させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、従来の廃棄物溶融炉では、排出口１ａに下部高周波コイル３を設置し、導電性のある耐火材自体を誘導加熱し、その熱にて排出口内壁に付着した無機溶融廃棄物及び金属溶融廃棄物を溶解除去する方式を採用している。
【０００６】
しかしながら、従来技術によれば、無機物及び金属廃棄物溶湯を排出口内で固化させて保持するため、排出口径を大きくできないとともに排出は固化プラグを再溶融する必要があり、廃棄物溶湯を排出するために長時間が必要であった。また、排出口径が小さいため、閉塞の危険性があるという問題もあった。
【０００７】
本発明はこうした事情を考慮してなされたので、溶湯を炉本体の下部から排出し、その排出通路に耐熱砂を充填した排出ノズルと、この排出ノズルの先端を開閉する蓋付きアームと、このアームに連結されてアームを作動させる駆動手段とを有した排出装置を有し、前記排出ノズルを排出部長さ１５０ｍｍ以上、排出口径５０ｍｍ以上とすることにより、排出速度を格段に向上できると共に、排出口の酸化物の付着を洗い流すことができ、もって排出口の閉塞を防止した廃棄物溶融炉を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、溶湯を保持する炉本体と、炉本体の外側に設けられ、炉本体に投入された廃棄物を溶解する加熱手段と、前記炉本体の下部に配置された排出装置とを具備し、前記排出装置は、溶湯を炉本体の下部から排出し、その排出通路に耐熱砂を充填した排出ノズルと、この排出ノズルの先端を開閉する蓋付きアームと、このアームに連結されてアームを作動させる駆動手段とを有し、前記排出ノズルは、排出部長さ１５０ｍｍ以上、排出口径５０ｍｍ以上であることを特徴とする廃棄物溶融炉である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について更に詳細に説明する。
本発明において、排出ノズルの排出部長さを１５０ｍｍ以上とするのは、１５０ｍｍ未満の場合、排出ノズルの排出通路に充填した耐熱砂が焼結する恐れがあるからである。また、排出ノズルの排出口径を５０ｍｍ以上とするのは、５０ｍｍ未満では溶湯が排出口を閉塞し溶湯が溶湯ポット側に流出しなくなる恐れがあるからである。
【００１０】
本発明において、前記耐熱砂は、ＳｉＯ２が主体でカーボンを２〜２０％添加し、粒径が０．１ｍｍ〜５ｍｍでＪＩＳの耐炉度が２５ＳＫ以上であることが好ましい。これにより、溶融時の無機溶融物及び金属溶融物が排出ノズルに浸透し付着することが防止される。ここで、カーボンの添加量を２〜２０％とするのは、２％未満ではカーボンが少なすぎて離型剤としての機能が不十分であり、２０％を超えるとカーボンが金属溶融物と反応し金属溶融物中に溶け込んで、反応時に耐熱砂に浸透するからである。
【００１１】
また、粒径を０．１〜５ｍｍとするのは、粒径が０．１ｍｍ未満では粒径が小さすぎて取り扱いにくいととともに容器側に浮上し易く、また粒子同士の接触面積が大きく焼結し易いからであり、粒径が５ｍｍを超えると粒間の隙間が大きすぎて溶湯がこの隙間を浸透する恐れがあるからである。更に、耐炉度を２５ＳＫ以上とするのは、２５ＳＫ未満では溶湯による加熱によって変形する可能性があるためである。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の一実施例に係る廃棄物溶融炉について図１を参照して説明する。なお、下記実施例で述べる各部材の材質、数値等は一例を示すもので、本発明の権利範囲を特定するものではない。
【００１３】
図中の符番１１は、セラミック耐火材（例えばアルミナ質：Ａｌ２Ｏ３）からなる炉本体を示す。この炉本体１１は、溶湯を保持する機能を有する。前記炉本体１１の外側には、廃棄物溶融用の高周波コイル（加熱手段）１２が配置されている。前記炉本体１の下部には、アーム式のメカニカルプラグ押え方式排出装置１３が配置されている。
【００１４】
ここで、排出装置１３は、溶湯を炉本体１１の下部から排出し、排出通路１５ａに耐熱砂１４を充填した排出ノズル１５と、この排出ノズル１５の先端を開閉する開閉蓋１６を有するアーム１７と、このアーム１７に連結されてアーム１７を作動させる２種類のエアーシリンダ（図示せず）とから構成されている。
【００１５】
前記耐熱砂１４としては、具体的には、ＳｉＯ２が主体でカーボンを４％添加し、粒径が０．５〜１．５ｍｍでＪＩＳの耐炉度が２５ＳＫ以上であるものを用いる。また、排出ノズル１５の排出部長さ（Ｌ）は３００ｍｍ、排出口径（Ｄ）はφ１００ｍｍである。
【００１６】
また、前記エアーシリンダには、アーム１７を押えるためのアーム押え用エアーシリンダと、アーム１７を旋回するためのアーム旋回用エアーシリンダとの２種類がある。前者のアーム押え用エアーシリンダはアーム１７は図中の下方向Ｙに移動させる機能を有し、後者のアーム旋回用エアーシリンダは図１中手前方向に９０°旋回させる機能を有する。
【００１７】
前記炉本体１１の上部には、ＳＵＳ製の容器１８を吊り具１９により吊りながら上下させる投入装置（図示せず）が配置されている。前記容器１８内には、保温材、コンクリート、ガラス等の無機廃棄物２０や金属廃棄物２１が投入される。前記炉本体１１の真下には、廃湯ポット２２が配置されている。
【００１８】
上述しように、上記実施例に係る廃棄物溶融炉は、炉本体１１の下部側に、排出通路１１ａに耐熱砂１４を充填した排出ノズル１５と、この排出ノズル１５の先端を開閉する開閉蓋付きアーム１７と、このアーム１７に連結されてアーム１７を作動させる２種類のエアーシリンダから構成されるメカニカルプラグ押え方式の排出装置１３を配置した構成となっている。
【００１９】
こうした廃棄物溶融炉では、アーム１７をアーム旋回用シリンダにて溶融炉の排出ノズル１５の下に移動した後、アーム押え用シリンダにて開閉蓋１６を排出ノズル１５に蓋をし、排出ノズル１５内に耐熱砂１４を山盛りに充填する。溶解方法は従来方式と同様であるが、排出ノズル１５の排出通路１５ａに耐熱砂を充填することにより、溶融時の無機溶融物及び金属溶融物が排出ノズル１５に進入し付着することを防止される。つまり、無機廃棄物２０と金属廃棄物２１を溶融し、１５００〜１６００℃まで加熱して排出する。
【００２０】
このとき、アームの退避速度は溶融炉内の溶融物３００ｍｍ高さからの自由落下時間より早くするため、前記排出装置１３のアーム押え用シリンダを下方向に、アーム旋回用シリンダを９０°旋回方向に、同時に動作させることにより、アームと溶湯の接触を防ぐことができる。
【００２１】
また、排出ノズル１５の排出部長さを３００ｍｍ、排出口の口径をφ１００ｍｍにすることにより、排出時間が４００ｋｇ以下の溶湯で１分以下となり、無機溶融物及び金属溶融物が排出ノズル１５内を閉塞することなく流出するので、連続して使用することができる。
【００２２】
更に、排出ノズル１５内にＳｉＯ２が主体でカーボンを４％、粒径が０．５〜１．５ｍｍでＪＩＳの耐火度が２５ＳＫ以上の酸化物粒子を充填しておくことにより、溶融時の無機溶融物及び金属熔融物が排出ノズル１５に浸透し付着することを防止できる。
【００２３】
なお、上記実施例では、アームを動かすのにエアーシリンダを用いる場合について述べたが、これ限らず、油圧シリンダを用いてもよいし、両方を用いてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、溶湯を炉本体の下部から排出し、その排出通路に耐熱砂を充填した排出ノズルと、この排出ノズルの先端を開閉する蓋付きアームと、このアームに連結されてアームを作動させる駆動手段とを有した排出装置を有し、前記排出ノズルを排出部長さ１５０ｍｍ以上、排出口径５０ｍｍ以上とすることにより、排出速度を格段に向上できると共に、排出口の酸化物の付着を洗い流すことができ、もって排出口の閉塞を防止した廃棄物溶融炉を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る廃棄物溶融炉の説明図。
【図２】従来の廃棄物溶融炉の説明図。
【符号の説明】
１１…炉本体、
１２…高周波コイル、
１３…排出装置、
１４…耐熱砂、
１５…排出ノズル、
１５ａ…排出通路、
１６…開閉蓋、
１７…アーム、
１８…ＳＵＳ製の容器、
２０…無機廃棄物、
２１…金属廃棄物、
２２…廃湯ポット。
【図１】
0003631973.tif 000002
【図２】
0003631973.tif 000003