(57)【要約】【課題】本発明は、設備費及び維持費を増大させることなく貫通口内の閉塞を防止できる機能を備えた溶融炉を提供することを目的とするものである。【解決手段】本発明の特徴は、溶融炉の上部に設けられた貫通口の、少なくとも溶融炉内で発生したガスと接する接ガス表面部を銅又は銅合金で構成するとともに、さらに、前記貫通口に前記接ガス表面部を冷却するための冷却機構を設けるものである。また、前記冷却機構としては、水冷ジャケットとすることが好ましい。【選択図】　　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融炉の上部に設けられた貫通口の、
少なくとも溶融炉内で発生したガスと接する接ガス表面部を銅又は銅合金で構成するとともに、
前記貫通口に前記接ガス表面部を冷却するための冷却機構を設けたことを特徴とする溶融炉。
【請求項２】
冷却機構が水冷ジャケットであることを特徴とする請求項１に記載の溶融炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融炉の炉内溶融物より上部に設けられた貫通口にダスト付着防止機構を備えた溶融炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、都市ごみやごみ焼却炉から排出される焼却灰（主灰）などの廃棄物を溶融炉で溶融スラグ化し、この溶融スラグを冷却固化後、所定の粒度に粉砕して路盤材や骨材等に利用することが行なわれている。
【０００３】
このような溶融炉には種々のものがあり、例えば、ごみ直接溶融炉や焼却灰溶融炉などがある。
【０００４】
上述のような溶融炉においては、溶融物中に含まれる低沸点の塩化物等が炉内に蒸発し、溶融炉の炉体上部に設けられた原料投入口、排ガスダクト、安全弁などの貫通口部分にそれら塩化物等が付着し、貫通口を閉塞させてしまう場合がある。
【０００５】
このような付着物による貫通口の閉塞を回避する手段として、特開２００１−２０１０３６号公報には機械式の付着物除去装置が開示されている。この付着物除去装置は、切削ヘッドを貫通口内に挿入させ、この切削ヘッドを回転させることによって付着物の切削除去を行うものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記特開２００１−２０１０３６号公報の付着物除去装置は、付着物を確実に除去できるという効果を有するものの、前記付着物除去装置を別途設置しなければならず設備費が嵩むと共に、この装置を設置する際に他の機器との干渉に充分配慮する必要がある。また、前記付着物除去装置は、高温にさらされる部分の耐久性に限界があり、メンテナンス費用が嵩んでいた。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、設備費及び維持費を増大させることなく貫通口内の閉塞を防止できる機能を備えた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】
本発明者らは、各種金属（銅、低炭素鋼、ねずみ鋳鉄、球状化黒鉛鋳鉄、ステンレス）及び各種耐火物（炭素質レンガ、炭化珪素質レンガ、窒化珪素質レンガ、酸化アルミニウム質レンガ）で作成した試験片に、溶融炉内で生成する付着物質と同様の性質を有する塩化カルシウムの溶融液を付着させ、その後、その塩化カルシウムを冷却固化させ、それぞれの試験片への塩化カルシウムの付着状況の確認を行った。
【０００９】
その結果、前記各種耐火物の試験片の場合は、その全てで耐火物中の気孔に塩化カルシウムが含浸し、さらに、塩化カルシウムが耐火物表面と反応してスラグ化する等して、耐火物表面から固化した塩化カルシウムを剥離させることは困難であった。さらに、前記各種金属の内、銅以外の試験片の場合は、金属の表面と塩化カルシウムが反応し、耐火物表面から固化した塩化カルシウムを剥離させることは困難であった。
【００１０】
それに対し、銅の試験片を用いた場合は、銅の表面と塩化カルシウムとの濡れ性が悪く、銅表面で塩化カルシウム溶液が球状になり、塩化カルシウムの凝固に伴い自重により自然剥離した。なお、塩化カルシウムの剥離後の銅表面には変質はみられなかった。
【００１１】
さらに、本発明者らの実験により、銅を５０質量％以上含む銅合金についても銅と同様の効果を有することが見い出された。
【００１２】
本発明は以上のような知見に基づきなされたもので、以下のような特徴を有する。
【００１３】
請求項１の発明は、溶融炉の上部に設けられた貫通口の、少なくとも溶融炉内で発生したガスと接する接ガス表面部を銅又は銅合金で構成するとともに、前記貫通口に前記接ガス表面部を冷却するための冷却機構を設けたことを特徴とする溶融炉である。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１において、冷却機構が水冷ジャケットであることを特徴とする溶融炉である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明が適用される溶融炉の一実施形態を示す概略構成図である。
【００１６】
図１において、１は溶融炉、２は溶融炉１内の炉内溶融物（溶融スラグ）、３は溶融炉１の炉蓋に設けられた安全弁用貫通口、４は溶融炉１の炉蓋に設けられた灰投入用貫通口、５は溶融炉１の炉蓋に設けられた排ガスダクト用貫通口、６は前記安全弁用貫通口３に接続された水封式安全弁、７は前記灰投入用貫通口４に接続された焼却灰切出装置、８は前記焼却灰切出装置７に焼却灰を供給するための灰ホッパ、９は前記排ガスダクト用貫通口５に接続され溶融炉１内から排出された排ガスを燃焼させるための排ガス燃焼室を示す。
【００１７】
このような溶融炉１において、本発明は、前記安全弁用貫通口３、灰投入用貫通口４、排ガスダクト用貫通口５のような、炉内溶融物２の浴面レベルよりも上部に設けられた貫通口の、少なくとも溶融炉内で発生したガスと接する接ガス表面部を銅又は銅合金で構成するとともに、この貫通口に前記接ガス表面部を冷却するための冷却機構を設けたものである。
【００１８】
炉内溶融物２から発生した低沸点の塩化物等の蒸気は、前記冷却機構を備えた貫通口の内面で冷やされ液状化し、その後固化する。その際、前記貫通口の接ガス表面部を銅又は銅合金とすることにより、貫通口表面で前記塩化物等の溶液が球状になり、その塩化物等の溶液が凝固するに伴いその自重で自然剥離する。これにより、従来のように比較的短い周期で定期的に貫通口内の付着物の除去作業を行わなくとも付着物による貫通口の閉塞を防止でき、作業負荷の低減及び操業効率の向上を図ることが可能となる。さらに、別途付着物除去装置等を設置しなくとも貫通口内の閉塞を防止できるため、設備費の増大を防止することが可能となる。
【００１９】
ここで、前記銅合金としては、銅を５０質量％以上含むものであることが好ましい。これにより、銅合金の表面で塩化物等が固化する際の剥離が容易に起こるようになるからである。なお、前記銅としては、例えば、タフピッチ銅、無酸素銅（脱酸銅、ＯＦＨＣ銅、真空溶解銅等）などの純銅を用いることができ、前記銅合金としては、Ｃｕ−Ｚｎ系合金（丹銅、黄銅、鉛入黄銅、火延黄銅、ネーバル黄銅、アルミニウム黄銅　等）、Ｃｕ−Ｓｎ系合金（りん青銅、洋白、白銅、けい素青銅、アルミニウム青銅、ベリリウム銅等）、Ｃｕ−Ａｌ系合金（ハイアルブロンズ、ダイナモブロンズ、アームスブロンズ、ホイスラー合金等）、Ｃｕ−Ｎｉ系合金（キュプロニッケル、コンスタンタン、飯高メタル、ニッケル青銅、コルソン合金、Ｃ合金、洋銀等）、Ｃｕ−Ｂｅ系合金（ベリリウム銅、ベリリウム青銅等）、Ｃｕ−Ｐｂ系合金（ケルメット等）、Ｃｕ−Ｍｎ系合金（マンガニン、ノボコンスタン、レヂスチン等）、その他の合金（シルジン青銅、カドニウム銅、クロム銅、ジウコニウム銅、スーパーシルバーアロイ等）などを用いることができる。
【００２０】
前記冷却機構は、貫通口表面に付着した塩化物等を固化させることを目的とするため、貫通口の接ガス表面部の温度を塩化物等の付着物の融点以下とすることができる機能を備えていれば特に限定されない。前記冷却機構としては、例えば、前記貫通口を水冷ジャケット構造とすることにより実現することができる。
【００２１】
なお、貫通口の接ガス表面部の温度が塩化物等の付着物の融点以下となるような場所に貫通口が設置されている場合には特に冷却機構を必要としないが、この場合でも冷却機構を設けることにより速やかに付着物を固化剥離させることができるという効果を有する。
【００２２】
図２は、灰投入用貫通口４に水冷ジャケット構造を採用した場合の貫通口部分における構成の一例を示したものである。なお、安全弁用貫通口３、排ガスダクト用貫通口５についても同様な構成とすることができるが、前記安全弁用貫通口３には、パージ用の窒素ガス等を流すことが好ましい。
【００２３】
図２に示すように、貫通口を筒状の水冷ジャケット構造とし、内部に冷却水を流すことによって、貫通口を構成する水冷ジャケット内側の接ガス表面部１０の温度を塩化物等の付着物の融点以下とするものである。この場合、前記貫通口自体を銅又は銅合金で作成してもよいが、貫通口の接ガス表面部のみを銅又は銅合金で覆うようにようにしてもよい。接ガス表面部のみを銅又は銅合金で覆う方法としては、例えば、貫通口の表面に銅又は銅合金をメッキする方法などを用いることができる。
【００２４】
以上のように、貫通口を水冷ジャケット構造とし、且つ、貫通口の接ガス表面部の材質を銅又は銅合金とすることにより、別途付着物除去装置等を設置しなくとも貫通口内の閉塞を防止できる。これにより設備費の増大を防止することが可能となる。さらに、水冷ジャケット構造という単純な構成を用いているので、付着物除去装置等を用いた場合と比較してメンテナンス頻度を大幅に削減することが可能となる。
【００２５】
なお、図２においては、冷却機構として水冷ジャケット構造を採用した場合について説明したが、貫通口の接ガス表面部に空気等の気体を強制的に吹き付ける空冷式とすることもできる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、設備費及び維持費を増大させることなく貫通口内の閉塞を防止できる機能を備えた溶融炉が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される溶融炉の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明にかかる灰投入用貫通口に水冷ジャケット構造を採用した場合の貫通口部分における構成の一例を示した図である。
【符号の説明】
１　溶融炉
２　炉内溶融物
３　安全弁用貫通口
４　灰投入用貫通口
５　排ガスダクト用貫通口
６　水封式安全弁
７　焼却灰切出装置
８　灰ホッパ
９　排ガス燃焼室
１０　接ガス表面部
【図１】
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【図２】
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