(57)【要約】【目的】灰溶融炉における出湯口の開閉栓を利用して、炉内の湯量（溶融スラグ量）を精度良く測定することを可能とする灰溶融炉の湯量検出方法および装置を提供する。【構成】灰溶融炉の下方に設けられた出湯口を開閉するための開閉栓を緩めて出湯する瞬間または出湯口に対して開閉栓を押圧して出湯が止まる瞬間の開閉栓に負荷される圧力を検知し、検知された圧力から炉内の湯面位置または湯量を求める。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
灰溶融炉の下方に設けられた出湯口を開閉するための開閉栓に負荷される圧力を検知することにより炉内の湯量を測定することを特徴とする灰溶融炉の湯量検出方法。
【請求項２】
前記湯量の測定は、出湯口に対して開閉栓を緩めて出湯する瞬間の圧力を検知し、または出湯口に対して開閉栓を押圧して出湯が止まる瞬間の圧力を検知することによって行われることを特徴とする請求項１記載の灰溶融炉の湯量検出方法。
【請求項３】
灰溶融炉の下方に設けられた出湯口を開閉するための開閉栓、出湯口に対して開閉栓を押圧しまたは出湯口に対して開閉栓を緩めるための加圧シリンダー、出湯口に対して開閉栓を摺動回転させるための回転モータ、出湯口に対して開閉栓を緩めて出湯する瞬間または出湯口に対して開閉栓を押圧して出湯が止まる瞬間の出湯口に対する開閉栓の位置を検知するためのセンサー、前記瞬間の加圧シリンダの圧力を検知し且つ検知された圧力を炉内の湯面位置または湯量に換算するための圧力検知湯面換算装置からなることを特徴とする灰溶融炉の湯量検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業廃棄物や都市ごみの焼却灰を溶融する灰溶融炉において、灰溶融炉内の湯量（溶融スラグ量）を検出するための灰溶融炉の湯量検出方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
灰溶融炉内の湯量の把握は、原料灰の装入、溶融スラグの排出のタイミングを的確に判断し、また装入した原料灰の量と排出した溶融スラグの量との関係から炉内の異常発生を知ることができるなど多くの利点があるため、操炉上きわめて重要である。
【０００３】
従来、灰溶融炉で溶融している溶融スラグ量（湯量）を検出する方式として、例えば、炉頂より湯面検知棒を炉内の所定位置まで降下させて溶融スラグを付着させた後、引き上げ、湯面検知棒の溶融スラグが付着している個所と付着していない個所との境界点が所定の位置に来た時点で引き上げを停止し、湯面検知棒の降下距離と引き上げ距離との差に基いて湯面位置を検知し湯量を検出する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、この方法では、湯面検知棒を炉頂より炉内に挿入し、溶融スラグが付着した湯面検知棒を引き上げて、溶融スラグが付着している個所と付着していない個所との境界点を検知する作業が煩わしい上に、湯面検知棒に付着した溶融スラグを除去するのに手間がかかるという問題がある。超音波による湯面検知方式（特許文献２参照）も提案されているが、灰溶融炉で発生する大量の煙や飛灰による干渉が生じるため、正確な湯面検知が困難である。投入灰の重量と出湯スラグの重量差より残量を計算して湯量を測定する方法も試みられているが、灰の性状によって誤差が生じ、正確な湯量の測定が難しいという難点がある。
【特許文献１】特開２００４−２７９１４７号公報
【特許文献２】特開平１１−１３２８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、灰溶融炉の湯量検出における上記従来の問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、灰溶融炉における出湯口の開閉栓を利用して、炉内の湯量（溶融スラグ量）を精度良く測定することを可能とする灰溶融炉の湯量検出方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための請求項１による灰溶融炉の湯量検出方法は、灰溶融炉の下方に設けられた出湯口を開閉するための開閉栓に負荷される圧力を検知することにより炉内の湯量を測定することを特徴とする。
【０００７】
請求項２による灰溶融炉の湯量検出方法は、請求項１において、前記湯量の測定は、出湯口に対して開閉栓を緩めて出湯する瞬間の圧力を検知し、または出湯口に対して開閉栓を押圧して出湯が止まる瞬間の圧力を検知することによって行われることを特徴とする。
【０００８】
請求項３による灰溶融炉の湯量検出装置は、灰溶融炉の下方に設けられた出湯口を開閉するための開閉栓、出湯口に対して開閉栓を押圧しまたは出湯口に対して開閉栓を緩めるための加圧シリンダー、出湯口に対して開閉栓を摺動回転させるための回転モータ、出湯口に対して開閉栓を緩めて出湯する瞬間または出湯口に対して開閉栓を押圧して出湯が止まる瞬間の出湯口に対する開閉栓の位置を検知するためのセンサー、前記瞬間の加圧シリンダの圧力を検知し且つ検知された圧力を炉内の湯面位置または湯量に換算するための圧力検知湯面換算装置からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、灰溶融炉における出湯口の開閉栓を利用して、炉内の湯量（溶融スラグ量）を精度良く測定することを可能とする灰溶融炉の湯量検出方法および装置が提供される。本発明によれば、検出作業中に炉内から排気ガスが漏洩するなどのトラブルを生じることもなく、灰溶融炉内の湯量を能率良く検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明による灰溶融炉の湯量検出は、出湯口を開閉するための開閉栓を利用するものであり、以下、具体的な実施形態を図面により説明する。
【００１１】
図１において、１は灰溶融ルツボ（図示を省略する）の下部の出湯部分に嵌め込まれた黒鉛製のノズルであり、灰溶融ルツボは、例えば、特許第３４５７１２９号公報に記載されるように、電気炉内に設置され、電気炉の炉壁と灰溶融ルツボの間の空間に黒鉛ヒータを配設し、当該空間および灰溶融ルツボ１内に非酸化性ガスを導入し、灰溶融ルツボの上方から処理物を装入して操炉を行う。
【００１２】
ノズル１には、黒鉛製の開閉栓３が摺動可能に嵌め込まれ、ノズル１と開閉栓３により出湯口２が構成されており、出湯時には、出湯口２に対して開閉栓３を緩め、出湯後、溶融スラグの排出を止める時は、出湯口２に対して開閉栓３を押圧するようになっており、本発明における湯量検出は、出湯口に対して開閉栓を緩めて出湯する瞬間の圧力を検知し、または出湯口に対して開閉栓を押圧して出湯が止まる瞬間の圧力を検知することに基いて行われる。
【００１３】
この場合、開閉栓３の先端部は、好ましく円弧状（図１に示されているもの）または円錐状（尖端部を有する円錐形および截頭円錐形を含む）に形成され、開閉栓３の先端部で押圧されるノズル１の溶融スラグＭの排出孔４の部分も、円弧状または円錐状を有する開閉栓３の先端部が嵌合し得る形状に形成されることが望ましい。
【００１４】
ノズル１の排出孔４に対して開閉栓３を緩めて出湯させ、開閉栓３を押圧して出湯を止めるための装置は、図１に示すように、開閉栓３の軸５Ａを接続治具６を介して加圧シリンダ７に接続し、加圧シリンダ７の作動によって、開閉栓３の軸５Ａが矢印Ａで示すように移動して、開閉栓３の先端部がノズル１の排出孔４に対して押圧またはノズル１の排出孔４から離れるように移動し得るよう構成されている。詳細には、加圧シリンダ７に装着される軸５Ｂは金属製であるから、接続冶具６としては、黒鉛製の軸５Ａと金属製の軸５Ｂを接続し得るものが使用される。
【００１５】
開閉栓３の軸５Ａはまた、接続冶具６、軸５Ｂ、軸５Ｂと連結する軸５Ｃを介してギア装置８に連結している。ギア装置８は、回転モータ９により作動し、回転モータ９の回転によりギア装置８を介して開閉栓３の軸５Ａが矢印Ｂ方向に回転して、開閉栓３がノズル３の排出孔４に摺動できるよう構成されている。軸５Ａ、軸５Ｂ、軸５Ｃは、開閉栓３を移動、回動させるための実質的に一体の軸を構成する。
【００１６】
本発明においては、加圧シリンダ７の圧力を低下させ、出湯口２に対して開閉栓３を緩めて出湯する瞬間の圧力を検知し、または加圧シリンダ７の圧力を高め、出湯口２に対して開閉栓３を押圧して出湯が止まる瞬間の圧力を検知するために、例えば、軸５Ｃに、これらの瞬間における軸５Ｃの位置、すなわち開閉栓３の位置を検知するためのセンサー１０を配置する。センサー１０としては、赤外線センサー、その他公知の位置センサーが適用でき、軸５Ｃの動きＣを測定して、軸５Ｃが出湯開始または出湯停止のために所定量動いた時点の位置を検知する。
【００１７】
さらに、センサー１０により検知された軸５Ｃの位置（開閉栓３の位置）における加圧シリンダ７に負荷されている圧力を圧力計Ｐで検出し、且つこの圧力を灰溶融炉内の湯面位置または湯量に換算するための圧力検知湯面換算装置１１を配置する。圧力検知湯面換算装置１１には、予め、圧力と湯面位置の関係または圧力と湯量との関係を入力しておくことが必要である。
【００１８】
装置の作動について説明すると、例えば、灰溶融炉内の湯量の検出に際して出湯口２を開くために、加圧シリンダ７を作動させ、開閉栓３の軸を開閉栓３が出湯口２の排出孔４から後退するよう移動させ、排出孔４から溶融スラグＭが落下する瞬間の開閉栓３の位置をセンサー１０によって検知し、この瞬間の加圧シリンダ７の圧力を圧力計Ｐで検出し、検出された圧力は圧力検知湯面換算装置１１によって湯量に換算される。圧力をｐ（ＭＰａ）、湯面高さをＨ（ｍ）、溶融スラグの密度をρ（ｋｇ／ｍ３）とすると、ｐ＝ρｇＨ（ｇは重力加速度９．８ｍ／ｓ）である。
【００１９】
ノズル１を構成する材質および開閉栓３を構成する材質としては、黒鉛、窒化珪素、炭化珪素、アルミナ、その他耐火煉瓦などが適用されるが、ノズル１の材質と開閉栓３の材質とは同一のものであることが望ましく、両材質を黒鉛で構成するのがより好ましい。出湯口および開閉栓を黒鉛で構成することにより、好ましい摺り合わせが得られ、出湯または出湯が止まる瞬間をより確実にとらえることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の灰溶融炉の湯量検出装置の一実施例を示す主要部の一部断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１    ノズル
２    出湯口
３    開閉栓
４    排出孔
５Ａ  軸
５Ｂ  軸
５Ｃ  軸
６    接続冶具
７    加圧シリンダ
８    ギア装置
９    回転モータ
１０  センサー
１１  圧力検知湯面換算装置
Ｐ    圧力計
Ｍ    溶融スラグ
【図１】
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