(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
灰を溶融して溶融スラグとなす灰溶融炉本体と、前記灰溶融炉本体に設けられ、前記溶融スラグを前記灰溶融炉本体から排出して処理する出滓口とを有する灰溶融炉において、
前記灰溶融炉本体を覆う覆い部の一部に設けられ、長波長赤外光が透過する監視窓と、
前記監視窓に設置され、前記灰溶融炉本体中の状況を長波長赤外光により監視する監視撮像装置と、
を備えたことを特徴とする灰溶融炉。
【請求項２】
前記監視窓および前記監視撮像装置は、前記灰溶融炉本体の出滓口に対向して配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の灰溶融炉。
【請求項３】
前記監視撮像装置には、前記灰溶融炉本体中の温度を制御する手段が接続されており、前記監視撮像装置は、前記溶融スラグ液面上に浮遊する未溶融灰を監視し、前記温度制御手段は、前記監視撮像装置の監視結果に基づいて前記灰溶融炉本体中の温度を制御する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の灰溶融炉。
【請求項４】
前記監視撮像装置には、前記灰溶融炉本体中への灰の供給量を制御する手段が接続されており、前記監視撮像装置は、前記溶融スラグ液面上に浮遊する未溶融灰を監視し、前記灰供給量制御手段は、前記監視撮像装置の監視結果に基づいて前記灰溶融炉本体中への前記灰の供給量を制御する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の灰溶融炉。
【請求項５】
前記灰溶融炉本体は、傾動可能に保持されており、前記監視撮像装置には、前記灰溶融炉本体を傾動制御する手段が接続されており、前記監視撮像装置は、前記溶融スラグ液面上に浮遊する未溶融灰を監視し、前記傾動制御手段は、前記監視撮像装置の監視結果に基づいて前記灰溶融炉本体の傾動を制御する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の灰溶融炉。
【請求項６】
前記監視撮像装置には、未溶融灰が前記灰溶融炉本体から流出されるのを機械的に阻止する手段が接続されており、前記監視撮像装置は、前記溶融スラグ液面上に浮遊する未溶融灰を監視し、前記未溶融灰流出阻止手段は、前記監視撮像装置の監視結果に基づいて前記未溶融灰が前記灰溶融炉本体から流出されるのを機械的に阻止する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の灰溶融炉。
【請求項７】
前記未溶融灰流出阻止手段は、前記未溶融灰を崩す出滓口クリーナである、ことを特徴とする請求項６に記載の灰溶融炉。
【請求項８】
前記未溶融灰流出阻止手段は、前記未溶融灰を押し戻す圧縮ガス噴射手段である、ことを特徴とする請求項６に記載の灰溶融炉。
【請求項９】
前記未溶融灰流出阻止手段は、前記未溶融灰を衝撃波で粉砕するパルスレーザ発射手段である、ことを特徴とする請求項６に記載の灰溶融炉。
【請求項１０】
灰を溶融して溶融スラグとなす灰溶融炉本体と、前記灰溶融炉本体に設けられ、前記溶融スラグを前記灰溶融炉本体から排出して処理する出滓口とを有する灰溶融炉において、
灰溶融炉本体の炉壁には、前記溶融スラグ液面上に浮遊する未溶融灰が前記出滓口側に進行するのを堰き止める突起物が設けられており、前記突起物の底面は、前記溶融スラグ液面よりも上に位置する、ことを特徴とする灰溶融炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、たとえば、都市ごみなどを焼却した際に生じる灰（焼却灰および飛灰からなる）を溶融する灰溶融炉に係り、特に、未溶融灰の流出を確実に防止することができる灰溶融炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
灰溶融炉は、一般に、灰溶融炉本体と、出滓口とから構成されている。この灰溶融炉は、灰の体積を減少させ、かつ、灰に含まれる重金属類を不溶化無害化するために、灰を前記灰溶融炉本体中において高温で溶融して溶融スラグとなし、その溶融スラグを前記出滓口から前記灰溶融炉本体の外部に排出して処理するものである。
【０００３】
前記灰溶融炉においては、一方では、灰を溶融するために、前記灰溶融炉本体中の温度を高温、たとえば、約１３００°Ｃ付近にすることが必要であり、他方では、炉壁の損傷を最小限とするために、前記灰溶融炉本体中の温度を炉壁の耐熱温度、たとえば、約１３００゜Ｃ以上とならないように制御することが重要である。
【０００４】
この種の灰溶融炉としては、たとえば、ＷＯ９８／５４５１４公報に記載のものがある。この従来の灰溶融炉は、約１３００゜Ｃ以上の高温領域の範囲を監視して、灰溶融炉本体中の温度を制御するものである。
【０００５】
また、前記灰溶融炉においては、未溶融灰が前記灰溶融炉本体から流出されないようにすることが重要事項である。すなわち、未溶融灰が前記灰溶融炉本体から流出されるということは、灰に含まれる重金属類の不溶化無害化の阻害となるからである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来の灰溶融炉は、約１３００゜Ｃ以上の高温領域の範囲を監視して、灰溶融炉本体中の温度を制御するものであって、未溶融灰を監視して、その未溶融灰が灰溶融炉本体から流出されないように、灰溶融炉本体中の温度を制御するものではない。このために、前記従来の灰溶融炉では、未溶融灰が流出されるという可能性がある。
【０００７】
また、前記従来の灰溶融炉は、テレビカメラにより、灰溶融炉本体中を監視するものである。しかしながら、灰溶融炉本体中は、灰塵埃が充満している。このために、テレビカメラでは、灰塵埃が充満している灰溶融炉本体中の状況を監視することが困難である。この結果、前記従来の灰溶融炉では、未溶融灰が流出されるという可能性がある。
【０００８】
この発明は、未溶融灰の流出を確実に防止することができる灰溶融炉を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、灰溶融炉本体を覆う覆い部の一部に、長波長赤外光が透過する監視窓が設けられており、その監視窓に、灰溶融炉本体中の状況を長波長赤外光により監視する監視撮像装置が配置されている、ことを特徴とする。
【００１０】
この結果、請求項１にかかる発明は、上記の構成により、灰溶融炉本体中が灰塵埃により充満されていても、監視撮像装置の長波長赤外光が灰塵埃中を透過することが可能である。このために、灰塵埃が充満している灰溶融炉本体中の状況、特に、未溶融灰を長波長赤外光の監視撮像装置により監視することが可能となる。これにより、長波長赤外光の監視撮像装置の監視で未溶融灰を確認した時点で、その未溶融灰の流出を防止する手段を講じることが可能であり、未溶融灰の流出を確実に防止することができる。
【００１１】
また、請求項２にかかる発明は、監視窓および監視撮像装置が灰溶融炉本体の出滓口に対向して配置されている、ことを特徴とする。
【００１２】
この結果、請求項２にかかる発明は、灰溶融炉本体の出口である出滓口を監視するものであるから、未溶融灰が出滓口に迫った状況を監視することができる。このために、未溶融灰が出滓口に迫った時点で、その未溶融灰の流出を防止する手段を迅速に講じることが可能であり、未溶融灰の流出をさらに確実に防止することができる。
【００１３】
また、請求項２にかかる発明は、出滓口を監視するものであるから、その出滓口の侵食状況をも監視することができる。
【００１４】
また、請求項３にかかる発明は、監視撮像装置に、灰溶融炉本体中の温度を制御する手段が接続されている、ことを特徴とする。
【００１５】
この結果、請求項３にかかる発明は、監視撮像装置により未溶融灰を監視し、その監視撮像装置の監視結果に基づいて、温度制御手段により灰溶融炉本体中の温度を制御することができる。たとえば、未溶融灰が出滓口に迫ったところで、灰溶融炉本体中の温度が低いと判断し、灰溶融炉本体中の温度を上げることにより、未溶融灰を溶融することができる。以上から、未溶融灰を確実に溶融することができ、未溶融灰の流出を確実に防止することができる。
【００１６】
また、請求項４にかかる発明は、監視撮像装置に、灰溶融炉本体中への灰の供給量を制御する手段が接続されている、ことを特徴とする。
【００１７】
この結果、請求項４にかかる発明は、監視撮像装置により未溶融灰を監視し、その監視撮像装置の監視結果に基づいて、灰供給量制御手段により灰溶融炉本体中への灰の供給量を制御することができる。たとえば、未溶融灰が出滓口に迫ったところで、灰の供給量が多いと判断し、灰の供給量を減らすことにより、未溶融灰の量が減り、その量の減った未溶融灰を溶融することができる。以上から、灰の溶融処理量が多少減少するものの、未溶融灰の流出を確実に防止することができる。
【００１８】
また、請求項５にかかる発明は、灰溶融炉本体が傾動可能に保持されているものであって、監視撮像装置に、灰溶融炉本体を傾動制御する手段が接続されている、ことを特徴とする。
【００１９】
この結果、請求項５にかかる発明は、監視撮像装置により未溶融灰を監視し、その監視撮像装置の監視結果に基づいて、傾動制御手段により灰溶融炉本体の傾動を制御することができる。たとえば、未溶融灰が出滓口に迫ったところで、未溶融灰が出滓口から流出すると判断し、灰溶融炉本体を未溶融灰が出滓口から排出されないように傾動させることにより、未溶融灰が出滓口側から戻され、その戻された未溶融灰を溶融することができる。以上から、溶融スラグの排出処理量が多少減少するものの、未溶融灰の流出を確実に防止することができる。
【００２０】
また、請求項６にかかる発明は、監視撮像装置に、未溶融灰が灰溶融炉本体から流出されるのを機械的に阻止する手段が接続されている、ことを特徴とする。
【００２１】
この結果、請求項６にかかる発明は、監視撮像装置により未溶融灰を監視し、その監視撮像装置の監視結果に基づいて、未溶融灰流出阻止手段により未溶融灰が流出されるのを機械的に阻止することができる。たとえば、未溶融灰が出滓口に迫ったところで、未溶融灰が出滓口から流出すると判断し、未溶融灰流出阻止手段を作動させることにより、未溶融灰が出滓口から流出するのを機械的に阻止することができる。以上から、未溶融灰の流出を確実に防止することができる。
【００２２】
また、請求項７にかかる発明は、未溶融灰流出阻止手段が未溶融灰を崩す出滓口クリーナである、ことを特徴とする。
【００２３】
この結果、請求項７にかかる発明は、出滓口クリーナにより、出滓口に迫った未溶融灰を崩すことができるので、未溶融灰の流出を確実に防止することができる。また、この出滓口クリーナは、灰溶融炉に装備されているので、新たに未溶融灰流出阻止手段を設置する必要が無いので、その分、設備構造やコストなどが既存の灰溶融炉と変わらない。
【００２４】
また、請求項８にかかる発明は、未溶融灰流出阻止手段が未溶融灰を押し戻す圧縮ガス噴射手段である、ことを特徴とする。
【００２５】
この結果、請求項８にかかる発明は、圧縮ガス噴射手段から噴射された圧縮ガスにより、未溶融灰を押し戻すことができるので、未溶融灰の流出を確実に防止することができる。
【００２６】
また、請求項９にかかる発明は、未溶融灰流出阻止手段が未溶融灰を衝撃波で粉砕するパルスレーザ発射手段である、ことを特徴とする。
【００２７】
この結果、請求項９にかかる発明は、パルスレーザ発射手段から発射されたパルスレーザの衝撃波により、未溶融灰を粉砕することができるので、未溶融灰の流出を確実に防止することができる。また、このパルスレーザ発射手段の波長を監視撮像装置の波長に合わせ、かつ、このパルスレーザ発射手段を監視撮像装置に併設し、パルスレーザを監視窓を透過させて発射させることにより、新たなレーザ用窓を設置することなく監視撮像装置で監視された目標の未溶融灰をさらに確実に粉砕することができる。
【００２８】
また、請求項１０にかかる発明は、灰溶融炉本体の炉壁に、溶融スラグ液面上に浮遊する未溶融灰が出滓口側に進行するのを堰き止める突起物が設けられており、前記突起物の底面は、前記溶融スラグ液面よりも上に位置する、ことを特徴とする。
【００２９】
この結果、請求項１０にかかる発明は、突起物により、未溶融灰が出滓口側に進行するのを堰き止めることができるので、未溶融灰の流出を確実に防止することができる。また、突起物の底面が溶融スラブの液面よりも上に位置するので、突起物が溶融スラグにより侵食されるのを防止できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかる灰溶融炉の実施の形態のうちの５例を添付図面を参照して説明する。なお、この実施形態によりこの灰溶融炉が限定されるものではない。
【００３１】
（実施の形態１の構成）
図１〜図３は、この発明にかかる灰溶融炉の実施の形態１を示す。図において、１は灰溶融炉本体である。この灰溶融炉本体１の炉壁の内側には、耐火レンガなどの耐火物２が張設されている。一方、この灰溶融炉本体１の炉壁の外側には、水冷ジャケット３が設けられている。また、この灰溶融炉本体１の内部の底面４は、強度向上のため湾曲している。さらに、この灰溶融炉本体１には、作動ガス（Ｎ2 ガス）供給手段（図示せず）が接続されている。
【００３２】
前記灰溶融炉本体１の上部中央には、中空カーボン製の−の主電極５がスリーブ２４を介して貫通して設けられている。一方、前記灰溶融炉本体１の底部中央には、同じく、カーボン製の＋の電極６が設けられている。この−の主電極５と＋の電極６とは、電源（図示せず）に接続されている。
【００３３】
前記灰溶融炉本体１の一側には、灰投入口７が設けられている。一方、前記灰溶融炉本体１の他側には、出滓口８および出滓樋９が設けられている。なお、この出滓樋９は、耐火レンガなどの耐火物や水冷銅ブロックなどから構成されている。
【００３４】
前記灰溶融炉本体１の底部は、床１０に、ヒンジ機構１１およびシリンダ１２を介して、前記灰投入口７側から前記出滓口８および出滓樋９側にかけて傾動可能に保持されている。なお、図示の例は、ヒンジ機構１１が前記出滓口８および出滓樋９側に、一方、シリンダ１２が灰投入口７側に配置されているが、その逆に、シリンダ１２が前記出滓口８および出滓樋９側に、一方、ヒンジ機構１１が灰投入口７側に配置されていても良い。
【００３５】
前記灰溶融炉本体１の灰投入口７には、灰供給手段１３が接続されている。この灰供給手段１３は、ホッパ１４とスクリューフィダー１５とから構成されている。この灰供給手段１３は、ホッパ１４とスクリューフィダー１５とにより、灰１６を前記灰溶融炉本体１中に所定量連続的に供給するものである。
【００３６】
前記灰供給手段１３には、灰供給量制御手段（図示せず）が接続されている。この灰供給制量御手段により、前記灰供給手段１３から前記灰溶融炉本体１中への灰１６の供給量が制御される。
【００３７】
前記灰１６は、前処理系において、都市ごみなどを焼却炉（図示せず）で焼却した際に生じる焼却灰（なお、選別機により選別された焼却灰の場合もある）および飛灰からなる。この灰１６は、たとえば、約２５ｍｍ角以下の砂状をなし、前処理系から前記ホッパ１４に計量供給される。
【００３８】
前記灰溶融炉本体１の出滓口８および出滓樋９側には、スラグ排出系のスラグ排出手段１７が配置されている。このスラグ排出手段１７は、モールドコンベアである。なお、図面では、モールドが１個しか図示されていないが、このモールドが多数個コンベア上に連続して設けられている。このモールドは、縦×横がたとえば、５００ｍｍ×５００ｍｍの鋳物製からなるものである。
【００３９】
前記灰溶融炉本体１から排出された溶融スラグ１８は、前記スラグ排出手段１７により、スラグ排出系に排出され、このスラグ排出系において、固化、粒子化（約５ｍｍ角以下の砂状）されて（もしくはそのまま）有効再利用される。
【００４０】
なお、前記スラグ排出系としては、前記モールドコンベアのスラグ排出手段１７以外に、水砕槽（図示せず）のスラグ排出手段がある。この水砕槽のスラグ排出手段は、前記灰溶融炉本体１から排出された溶融スラグ１８を水砕槽中に落下させて固化、粉砕し、その粉砕されたスラグを排出コンベアでスラグ排出系に排出するものである。このスラグ排出系に排出されたスラグは、前記モールドコンベア式と同様に、有効再利用される。
【００４１】
前記灰溶融炉本体１の出滓口８および出滓樋９側には、排ガス処理系（図示せず）が配置されている。この排ガス処理系は、前記灰溶融炉本体１中において、灰１６を溶融した際に生成されるガス（すなわち、燃焼ガスであって、主に、ＣＯ、Ｈ2 など）を二次燃焼させ、また、冷却し、さらに、無害化（消石灰、活性炭、バグフィルタ、湿式洗煙などを介して無害化）して大気に排出するものである。
【００４２】
そして、前記灰溶融炉本体１を覆う覆い部、この例では、水冷ジャケットであって、コンベアカバー１９の一部には、長波長赤外光が透過する監視窓２０が設けられている。その監視窓２０には、前記灰溶融炉本体１中の状況を長波長赤外光により監視する監視撮像装置２１が配置されている。
【００４３】
前記監視窓２０は、ＺｎＳｅ製である。前記監視撮像装置２１は、長波長（約８〜１４μｍ）赤外カメラである。この監視窓２０と監視撮像装置２１により、灰塵埃（図示せず）で充満された前記灰溶融炉本体１中の状況、たとえば、前記電極５、６の状況、プラズマアーク２２の状況、後述する未溶融灰２６の状況、溶融スラグ１８の流動状況などを監視することができる。
【００４４】
前記監視窓２０と監視撮像装置２１による監視は、連続的にまたは周期的に行う。また、この監視は、画像処理による電気的な監視およびまたは目視による監視などがある。
【００４５】
（実施の形態１の作用）
この実施の形態１における灰溶融炉は、以上の如き構成からなり、以下、その作用について説明する。
【００４６】
まず、灰供給手段１３のホッパ１４およびスクリューフィダー１５から所定量の灰１６が灰投入口８から灰溶融炉本体１中に投入されると共に、電極５、６に電流が供給される。すると、主電極５から灰１６にプラズマアーク２２が放電され、灰１６が加熱され、約１２５０°Ｃの温度で、灰１６は溶融する。
【００４７】
灰溶融炉本体１中の温度は、灰１６を溶融するために、かつ、灰溶融炉本体１の炉壁の損傷を最小限とするために、約１３００°Ｃ付近にし、かつ、約１３００゜Ｃ以上とならないように制御されている。なお、灰溶融炉本体１の耐久性などを考慮して、約１４００°Ｃ〜１５００°Ｃで運転する場合もある。
【００４８】
また、灰溶融炉本体１中の雰囲気は、作動ガス（Ｎ2 ガス）供給手段により、作動ガス（Ｎ2 ガス）が供給されているので、還元雰囲気にある。
【００４９】
灰１６が溶融すると、溶融スラグ１８と重金属類の溶融メタル２３となる。溶融メタル２３は、溶融スラグ１８よりも重量が重いので、溶融スラグ１８より下方に灰溶融炉本体１の底面４側に溜まる。一方、溶融スラグ１８は、溶融メタル２３よりも重量が軽いので、溶融メタル２３よりも上方に溜まる。
【００５０】
溶融スラグ１８が溜まると、オーバーフローにより、灰溶融炉本体１の出滓口８から出滓樋９を経てスラグ排出手段１７のモールドコンベア（このモールドに剥離剤が塗布される場合がある）に排出される。このスラグ排出手段１７のモールドコンベアに排出されたスラグ１８は、前記の通り、溶融スラグ排出系において、スプレーにより固化、粒子化されて（もしくはそのまま）有効再利用される。
【００５１】
また、灰１６の溶融に伴なって生成されたガスは、前記の通り、灰溶融炉本体１中から出滓口８および出滓樋９を経て排ガス処理系において、二次燃焼、冷却、無害化されて大気に排出される。
【００５２】
灰１６の溶融が進み、溶融メタル２３の堆積量が増し、溶融スラグ１８の堆積量が減少すると、スラグ抵抗が低下する。そこで、灰１６の供給および電流供給を一旦停止し、シリンダ１２を伸長させて灰溶融炉本体１を傾動させ、灰溶融炉本体１中の残留溶融スラグ１８および溶融メタル２３を出滓口８および出滓樋９から灰溶融炉本体１の外に排出させる。排出された残留溶融スラグ１８は、前記の通り、有効再利用され、また、溶融メタル２３も同様に有効再利用される。
【００５３】
灰溶融炉本体１中の残留溶融スラグ１８および溶融メタル２３の排出が完了した時点で、シリンダ１２を収縮させて灰溶融炉本体１を傾動させて元の状態に復帰させる。そして、灰１６の供給および電流供給を開始することにより、灰１６の溶融が再開される。
【００５４】
ここで、灰溶融炉においては、未溶融の灰１６が灰溶融炉本体１から流出されないようにすることが重要事項である。この未溶融の灰１６が灰溶融炉本体１から流出するのは、図２に示すように、溶融スラグ１８の液面上に浮かぶ灰１６の団塊２５から離れ、溶融スラグ１８の液面上を浮遊する浮島２６として灰投入口７から出滓口８および出滓樋９へと流出する。
【００５５】
この未溶融の灰１６の浮島（以下、単に、未溶融灰と称する）２６は、灰供給手段１３から灰溶融炉本体１中に供給された灰１６の供給量のばらつきにより、発生する。すなわち、溶融された溶融スラグ１８の液面上に浮かぶ灰１６の団塊２５においては、厚い部分と薄い部分とがあり、その薄い部分が溶融されて厚い部分が浮島２６となる。
【００５６】
そして、この実施の形態１における灰溶融炉は、監視撮像装置２１により、監視窓２０を介して灰溶融炉本体１中の状況、たとえば、前記電極５、６の状況、プラズマアーク２２の状況、未溶融灰２６の状況、溶融スラグ１８の流動状況などを監視することができる。
【００５７】
すなわち、灰溶融炉本体１中が灰塵埃により充満されていても、長波長（８〜１４μｍ）赤外カメラの監視撮像装置２１の長波長赤外光がＺｎＳｅ製の監視窓２０を経て灰塵埃中を透過することが可能である。このために、灰塵埃が充満している灰溶融炉本体１中の、特に、未溶融灰２６の状況を監視撮像装置２１により監視することが可能となる。
【００５８】
これにより、監視撮像装置２１の監視で未溶融灰２６を確認した時点で、その未溶融灰２６の流出を防止する手段を講じることが可能であり、未溶融灰２６の流出を確実に防止することができる。
【００５９】
（未溶融灰の流出防止手段の説明）
未溶融灰２６の流出を防止する手段としては、
１−監視撮像装置２１に接続された灰溶融炉本体１中の温度を制御する手段（図示せず）、
２−監視撮像装置２１に接続された灰溶融炉本体１中への灰１６の供給量を制御する手段（図示せず）、
３−監視撮像装置２１に接続された灰溶融炉本体１を傾動制御する手段（図示せず）、
などがある。
【００６０】
前記１−の温度制御手段によると、監視撮像装置２１により未溶融灰２６を監視し、その監視撮像装置２１の監視結果に基づいて、灰溶融炉本体１中の温度を制御する。この結果、未溶融灰２６を確実に溶融することができ、未溶融灰２６の流出を確実に防止することができる。
【００６１】
たとえば、未溶融灰２６が出滓口８に迫ったところで、灰溶融炉本体１中の温度が低いと判断し、電極５、６への電流供給量を上げ、灰溶融炉本体１中の温度を上げる。これにより、未溶融灰２６が溶融し、灰溶融炉本体１中から流出するのを防ぐことができる。なお、未溶融灰２６が溶融したとこで、電極５、６への電流供給量を元の状態に戻し、灰溶融炉本体１中の温度を元に戻すことにより、電気消費を抑制することができる。
【００６２】
また、前記２−の灰供給量制御手段によると、監視撮像装置２１により未溶融灰２６を監視し、その監視撮像装置２１の監視結果に基づいて、灰供給手段１３から灰溶融炉本体１中への灰１６の供給量を制御する。この結果、灰１６の溶融処理量が多少減少するものの、未溶融灰２６の流出を確実に防止することができる。
【００６３】
たとえば、未溶融灰２６が出滓口８に迫ったところで、灰溶融炉本体１中への灰１６の供給量が多いと判断し、灰供給手段１３から灰溶融炉本体１中への灰１６の供給量を減らす。これにより、未溶融灰２６の量が減り、その量の減った未溶融灰２６が溶融して灰溶融炉本体１中から流出するのを防ぐことができる。なお、量の減った未溶融灰２６が溶融したとこで、灰供給手段１３から灰溶融炉本体１中への灰１６の供給量を元の状態に戻すことにより、灰１６の溶融処理量が元の状態に戻ることができる。
【００６４】
さらに、前記３−の傾動制御手段によると、監視撮像装置２１により未溶融灰２６を監視し、その監視撮像装置２１の監視結果に基づいて、シリンダ１２を介して灰溶融炉本体１の傾動を制御する。この結果、溶融スラグ１８の排出処理量が多少減少するものの、未溶融灰２６の流出を確実に防止することができる。
【００６５】
たとえば、未溶融灰２６が出滓口８に迫ったところで、未溶融灰２６が出滓口８から流出すると判断し、シリンダ１２を収縮させて灰溶融炉本体１を出滓口８が灰投入口７よりも高くなるように傾動させる。すなわち、図１において、灰溶融炉本体１をヒンジ機構１１を中心として反時計方向に傾動させる。これにより、未溶融灰２６が出滓口８側から灰投入口７側に戻され、その戻された未溶融灰２６が溶融して灰溶融炉本体１中から流出するのを防ぐことができる。なお、戻された未溶融灰２６が溶融したとこで、シリンダ１２を伸長させ、灰溶融炉本体１をヒンジ機構１１を中心として時計方向に傾動させてもどの状態に戻すことにより、溶融スラグ１８の排出処理量が元の状態に戻ることができる。
【００６６】
前記温度制御手段、前記灰供給量制御手段、前記傾動制御手段は、単独で使用しても良いし、適宜に組み合わせても良い。
【００６７】
（実施の形態１の効果）
特に、この実施の形態１における灰溶融炉は、監視窓２０および監視撮像装置２１が灰溶融炉本体１の出滓口８および出滓樋９に対向して配置されている。この結果、灰溶融炉本体１の出口である出滓口８を監視するものであるから、未溶融灰２６が出滓口８に迫った状況を監視することができる。このために、未溶融灰２６が出滓口８に迫った時点で、その未溶融灰２６の流出を防止する手段（前記温度制御手段、前記灰供給量制御手段、前記傾動制御手段）を迅速に講じることが可能であり、未溶融灰２６の流出をさらに確実に防止することができる。
【００６８】
また、この実施の形態１における灰溶融炉は、出滓口８および出滓樋９を監視するものであるから、その出滓口８および出滓樋９の侵食状況をも監視することができる。たとえば、図３に示すように、溶融された溶融スラグ１８の液面２７が実線に示す状態から二点鎖線に示す状態になるということは、出滓口８および出滓樋９の底面２８が実線に示す状態から二点鎖線に示す状態に侵食されたということとなる。
【００６９】
（実施の形態２）
図４〜図６は、この発明にかかる灰溶融炉の実施の形態２を示す。図中、図１〜図３と同符号は同一のものを示す。図において、２９は未溶融灰２６が灰溶融炉本体１から流出されるのを機械的に阻止する手段としての出滓口クリーナである。この出滓口クリーナ２９は、監視撮像装置２１に接続されている。
【００７０】
前記出滓口クリーナ２９は、固定部材３０に矢印Ａ方向に移動可能に取り付けられた移動部材３１と、その移動部材３１に矢印Ｂ方向に移動可能に取り付けられた駆動部材３２と、その駆動部材３２に取り付けられたクリーナ３３と、駆動部材３２の駆動により回転するクリーナ３３の先端３４とから構成されている。
【００７１】
つぎに、この出滓口クリーナ２９の作用について説明する。監視撮像装置２１の監視により、未溶融灰２６が出滓口８に迫った時点で、クリーナ３３を矢印Ｂ方向に伸長させてクリーナ３３の先端３４を出滓口８に迫った未溶融灰２６に位置させる。駆動部材３２を駆動させてクリーナ３３の先端３４を回転させることにより、未溶融灰２６は崩されて溶融する。この結果、未溶融灰２６の流出を確実に防止することができる。なお、移動部材３１を固定部材３０に対して矢印Ａ方向に移動させることにより、未溶融灰２６を出滓口８において矢印Ａ方向の広い範囲に亘って崩すことができる。
【００７２】
この出滓口クリーナ２９は、出滓口８に溶融スラグ１８や溶融メタル２３が固化した時点で駆動して、その固化した溶融スラグ１８や溶融メタル２３を崩して出滓口８のクリーナを行うものである。すなわち、この出滓口クリーナ２９は、灰溶融炉にもともと装備されているので、新たに未溶融灰流出阻止手段を設置する必要が無いので、その分、設備構造やコストなどが既存の灰溶融炉と変わらない。
【００７３】
（実施の形態３）
図７は、この発明にかかる灰溶融炉の実施の形態３を示す。図中、図１〜図６と同符号は同一のものを示す。図において、３５は未溶融灰２６が灰溶融炉本体１から流出されるのを機械的に阻止する手段としての圧縮ガス噴射手段である。この圧縮ガス噴射手段３５は、監視撮像装置２１に接続されている。
【００７４】
前記圧縮ガス噴射手段３５は、噴射口が出滓口８に対抗して配置されたノズル３６と、そのノズル３６と接続された圧縮ガス供給源（図示せず）とから構成されている。
【００７５】
つぎに、この圧縮ガス噴射手段３５の作用について説明する。監視撮像装置２１の監視により、未溶融灰２６が出滓口８に迫った時点で、圧縮ガス供給源を駆動させて圧縮ガス、たとえば、Ｎ2 ガスをノズル３６の先端から出滓口８に迫った未溶融灰２６に向けて噴射させる（図７中の実線矢印を参照）ことにより、未溶融灰２６は、出滓口８から灰溶融炉本体１中の奥に押し戻される。この結果、未溶融灰２６の流出を確実に防止することができる。
【００７６】
また、この圧縮ガス噴射手段３５のノズル３６から噴射された圧縮ガス（Ｎ2 ガス）により、灰溶融炉本体１中の灰塵埃を飛散させることができるので、その灰塵埃を飛散させた個所の監視撮像装置２１による監視能力が向上される。
【００７７】
（実施の形態４）
図８は、この発明にかかる灰溶融炉の実施の形態４を示す。図中、図１〜図７と同符号は同一のものを示す。図において、３７は未溶融灰２６が灰溶融炉本体１から流出されるのを機械的に阻止する手段としてのパルスレーザ発射手段である。このパルスレーザ発射手段３７は、監視撮像装置２１に接続されている。
【００７８】
前記パルスレーザ発射手段３７は、未溶融灰２６を衝撃波３８で粉砕するものである。このパルスレーザ発射手段３７において使用するレーザは、ＣＯ2 レーザであって、波長が監視撮像装置２１の長波長（約８〜１４μｍ）に合わせた長波長（約１０μｍ）で、灰塵埃中を透過し易いレーザである。また、このパルスレーザ発射手段３７に使用されるレーザのパルス幅は、約１〜１００μｓｅｃで、１パルス当たりのエネルギーは、約１０〜５０Ｊである。
【００７９】
なお、パルスレーザ発射手段３７としては、ＴＥＡ型（横方向励起型）を使用することが好ましいが、この発明においては、パルスレーザ発射手段の型を特に限定しない。
【００８０】
つぎに、このパルスレーザ発射手段３７の作用について説明する。監視撮像装置２１の監視により、未溶融灰２６が出滓口８に迫った時点で、パルスレーザ発射手段３７を駆動させてパルスレーザ３９を監視窓２０を経て出滓口８に迫った未溶融灰２６に向けて発射させることにより、未溶融灰２６は、パルスレーザ３９の衝撃波３８により、粉砕される。この結果、未溶融灰２６の流出を確実に防止することができる。
【００８１】
また、この実施の形態４においては、パルスレーザ発射手段３７の波長（約１０μｍ）を監視撮像装置２１の長波長（約８〜１４μｍ）に合わせ、かつ、このパルスレーザ発射手段３７を監視撮像装置２１に併設したものである。この結果、パルスレーザ３９を監視窓２０を透過させて発射させることにより、監視撮像装置２１で監視された目標の未溶融灰２６をさらに確実に粉砕することができる。
【００８２】
なお、監視撮像装置２１により未溶融灰２６を監視し、その監視撮像装置２１の監視結果に基づいて、未溶融灰２６が流出されるのを機械的に阻止する手段としては、前記出滓口クリーナ２９、圧縮ガス噴射手段３５、パルスレーザ発射手段３７以外の機械的未溶融灰流出阻止手段であっても良い。
【００８３】
（実施の形態５）
図９および図１０は、この発明にかかる灰溶融炉の実施の形態５を示す。図中、図１〜図８と同符号は同一のものを示す。図において、４０は未溶融灰２６の出滓口８側への進行を堰き止める突起物である。
【００８４】
前記突起物４０は、灰溶融炉本体１の炉壁の耐火物２に設けられている。この突起物４０は、平面から見て、出滓口８に対して左右に２個設けられている。この２個の突起物４０を設ける個所は、灰溶融炉本体１中の未溶融灰１６の団塊２５と溶融された溶融スラグ１８との境界に設けることが好ましい。たとえば、この２個の突起物４０と出滓口８との間の角度θが約６０°となる個所に、２個の突起物４０を設ける。
【００８５】
この実施の形態５における灰溶融炉は、以上の如き構成からなるので、灰投入口７から供給された灰１６のうち、未溶融灰が出滓口８側に進行するのを、突起物４０により、堰き止めることができる。この結果、未溶融灰の流出を確実に防止することができる。
【００８６】
また、この実施の形態５における灰溶融炉は、図１０に示すように、この２個の突起物４０の底面４１を溶融されたスラブ１８の液面２７よりも若干上方に位置させる。これにより、突起物４０が溶融された溶融スラグ１８により侵食されるのを防止できる。
【００８７】
（実施の形態５の変形例）
図１１は、この発明にかかる灰溶融炉の実施の形態５の変形例を示す。図中、図１〜図１０と同符号は同一のものを示す。この変形例は、灰溶融炉本体１の炉壁の耐火物２に突起物４２が、出滓口８を覆うように設けられている。この突起物４２には、灰溶融炉本体１中に生成されるガスが流通する透孔４３が設けられている。
【００８８】
この変形例における灰溶融炉は、以上の如き構成からなるので、前記実施の形態５における灰溶融炉と、ほぼ同様の作用効果を達成することができる。すなわち、未溶融灰の流出を確実に防止することができる。
【００８９】
また、この変形例における灰溶融炉は、突起物４２により出滓口８が閉塞されるものであるが、その突起物４２に設けられた透孔４３により、灰溶融炉本体１中に生成されるガスが灰溶融炉本体１中から出滓口８および出滓樋９を経て排ガス処理系に排出されるので、何ら支障を来すことがない。なお、この変形例において、前記突起物４２および透孔４３の代わりに、メッシュなどの未溶融灰流出防止手段および通気手段であっても良い。
【００９０】
（実施の形態５およびその実施の形態５の変形例の他の例）
前記実施の形態５およびその実施の形態５の変形例においては、監視窓２０および監視撮像装置２１は特に必要がない。
【００９１】
（実施の形態１、２、３、４、５および実施の形態５の変形例以外の例）
なお、前記実施の形態１、２、３、４、５および実施の形態５の変形例において、溶融メタル２３の排出手段としては、灰溶融炉本体１傾動式のものが開示されている。すなわち、灰溶融炉本体１を傾動させて溶融メタル２３を出滓口８および出滓樋９から排出するものが開示されている。ところが、この発明においては、溶融メタル２３の排出手段として、ゲート式のものであっても良い。すなわち、灰溶融炉本体は固定式であって、出滓口にゲートが開閉可能に設けられたものであっても良い。
【００９２】
【発明の効果】
以上から明らかなように、この発明にかかる灰溶融炉（請求項１）によれば、灰溶融炉本体中が灰塵埃により充満されていても、監視撮像装置の長波長赤外光が灰塵埃中を透過することが可能である。このために、灰塵埃が充満している灰溶融炉本体中の状況、特に、未溶融灰を長波長赤外光の監視撮像装置により監視することが可能となる。これにより、長波長赤外光の監視撮像装置の監視で未溶融灰を確認した時点で、その未溶融灰の流出を防止する手段を講じることが可能であり、未溶融灰の流出を確実に防止することができる。
【００９３】
また、この発明にかかる灰溶融炉（請求項２）によれば、灰溶融炉本体の出口である出滓口を監視するものであるから、未溶融灰が出滓口に迫った状況を監視することができる。このために、未溶融灰が出滓口に迫った時点で、その未溶融灰の流出を防止する手段を迅速に講じることが可能であり、未溶融灰の流出をさらに確実に防止することができる。
【００９４】
しかも、この発明にかかる灰溶融炉（請求項２）によれば、出滓口を監視するものであるから、その出滓口の侵食状況をも監視することができる。
【００９５】
また、この発明にかかる灰溶融炉（請求項３）によれば、監視撮像装置により未溶融灰を監視し、その監視撮像装置の監視結果に基づいて、温度制御手段により灰溶融炉本体中の温度を制御することができる。たとえば、未溶融灰が出滓口に迫ったところで、灰溶融炉本体中の温度が低いと判断し、灰溶融炉本体中の温度を上げることにより、未溶融灰を溶融することができる。以上から、未溶融灰を確実に溶融することができ、未溶融灰の流出を確実に防止することができる。
【００９６】
また、この発明にかかる灰溶融炉（請求項４）によれば、監視撮像装置により未溶融灰を監視し、その監視撮像装置の監視結果に基づいて、灰供給量制御手段により灰溶融炉本体中への灰の供給量を制御することができる。たとえば、未溶融灰が出滓口に迫ったところで、灰の供給量が多いと判断し、灰の供給量を減らすことにより、未溶融灰の量が減り、その量の減った未溶融灰を溶融することができる。以上から、灰の溶融処理量が多少減少するものの、未溶融灰の流出を確実に防止することができる。
【００９７】
また、この発明にかかる灰溶融炉（請求項５）によれば、監視撮像装置により未溶融灰を監視し、その監視撮像装置の監視結果に基づいて、傾動制御手段により灰溶融炉本体の傾動を制御することができる。たとえば、未溶融灰が出滓口に迫ったところで、未溶融灰が出滓口から流出すると判断し、灰溶融炉本体を未溶融灰が出滓口から排出されないように傾動させることにより、未溶融灰が出滓口側から戻され、その戻された未溶融灰を溶融することができる。以上から、溶融スラグの排出処理量が多少減少するものの、未溶融灰の流出を確実に防止することができる。
【００９８】
また、この発明にかかる灰溶融炉（請求項６）によれば、監視撮像装置により未溶融灰を監視し、その監視撮像装置の監視結果に基づいて、未溶融灰流出阻止手段により未溶融灰が流出されるのを機械的に阻止することができる。たとえば、未溶融灰が出滓口に迫ったところで、未溶融灰が出滓口から流出すると判断し、未溶融灰流出阻止手段を作動させることにより、未溶融灰が出滓口から流出するのを機械的に阻止することができる。以上から、未溶融灰の流出を確実に防止することができる。
【００９９】
また、この発明にかかる灰溶融炉（請求項７）によれば、出滓口クリーナにより、出滓口に迫った未溶融灰を崩すことができるので、未溶融灰の流出を確実に防止することができる。また、この出滓口クリーナは、灰溶融炉に装備されているので、新たに未溶融灰流出阻止手段を設置する必要が無いので、その分、設備構造やコストなどが既存の灰溶融炉と変わらない。
【０１００】
また、この発明にかかる灰溶融炉（請求項８）によれば、圧縮ガス噴射手段から噴射された圧縮ガスにより、未溶融灰を押し戻すことができるので、未溶融灰の流出を確実に防止することができる。また、この圧縮ガス噴射手段から噴射された圧縮ガスにより、灰溶融炉本体中の灰塵埃を飛散させることができるので、その灰塵埃を飛散させた個所の監視撮像装置による監視能力が向上される。
【０１０１】
また、この発明にかかる灰溶融炉（請求項９）によれば、パルスレーザ発射手段から発射されたパルスレーザの衝撃波により、未溶融灰を粉砕することができるので、未溶融灰の流出を確実に防止することができる。また、このパルスレーザ発射手段の波長を監視撮像装置の波長に合わせ、かつ、このパルスレーザ発射手段を監視撮像装置に併設し、パルスレーザを監視窓を透過させて発射させることにより、監視撮像装置で監視された目標の未溶融灰をさらに確実に粉砕することができる。
【０１０２】
また、この発明にかかる灰溶融炉（請求項１０）によれば、突起物により、未溶融灰が出滓口側に進行するのを堰き止めることができるので、未溶融灰の流出を確実に防止することができる。また、突起物の底面が溶融スラブの液面よりも上に位置するので、突起物が溶融スラグにより侵食されるのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の灰溶融炉の実施の形態１を示す一部縦断面図である。
【図２】同じく、一部横断面図である。
【図３】同じく、監視撮像装置により監視された状態を示す説明図である。
【図４】この発明の灰溶融炉の実施の形態２を示す一部縦断面図である。
【図５】出滓口および出滓口クリーナを示した一部側面図である。
【図６】（Ａ）は出滓口クリーナの平面図、（Ｂ）は出滓口クリーナの側面図である。
【図７】この発明の灰溶融炉の実施の形態３を示す一部縦断面図である。
【図８】この発明の灰溶融炉の実施の形態４を示す一部縦断面図である。
【図９】この発明の灰溶融炉の実施の形態５を示す一部横断面図である。
【図１０】図９におけるＸ−Ｘ線断面図である。
【図１１】この発明の灰溶融炉の実施の形態５の変形例を示す一部縦断面図である。
【符号の説明】
１  灰溶融炉本体
２  耐火物
３  水冷ジャケット
４  底面
５  −の主電極
６  ＋の電極
７  灰投入口
８  出滓口
９  出滓樋
１０  床
１１  ヒンジ機構
１２  シリンダ
１３  灰供給手段
１４  ホッパ
１５  スクリューフィダー
１６  灰
１７  スラグ排出手段
１８  溶融スラグ
１９  コンベアカバー
２０  監視窓
２１  監視撮像装置
２２  プラズマアーク
２３  溶融メタル
２４  スリーブ
２５  灰の団塊
２６  未溶融灰の浮島
２７  溶融スラグの液面
２８  出滓口および出滓樋の底面
２９  出滓口クリーナ
３０  固定部材
３１  移動部材
３２  駆動部材
３３  クリーナ
３４  先端
３５  圧縮ガス噴射手段
３６  ノズル
３７  パルスレーザ発射手段
３８  衝撃波
３９  パルスレーザ
４０  突起物
４１  突起物の底面
４２  突起物
４３  透孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003652973.tif 000008
【図８】
0003652973.tif 000009
【図９】
0003652973.tif 000010
【図１０】
0003652973.tif 000011
【図１１】
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