(57)【要約】【課題】灰溶融炉の灰溶融容器内の溶融スラグの液面を簡単に且つ精度良く検知することを可能とする新規な灰溶融炉の溶融スラグ面検知方法および装置を提供する。【解決手段】溶融スラグが収容された灰溶融容器内に、液面検知棒を灰溶融容器の上方の所定位置から灰溶融容器内の所定位置まで降下させた後、液面検知棒を、その先端部に溶融スラグが付着した液面検知棒の温度を灰溶融容器の上方の所定位置に配置された温度感知センサで測定しながら引き上げ、液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を温度感知センサで検知して、該境界点が温度感知センサの位置にきた時点で液面検知棒の引き上げを停止させ、液面検知棒の降下距離と引き上げ距離との差に基づいて灰溶融容器中の溶融スラグ面を検知することを特徴とする。【選択図】            図１
2004279149.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融スラグが収容された灰溶融容器内に、液面検知棒を灰溶融容器の上方の所定位置から灰溶融容器内の所定位置まで降下させた後、液面検知棒を、その先端部に溶融スラグが付着した液面検知棒の温度を灰溶融容器の上方の所定位置に配置された温度感知センサで測定しながら引き上げ、液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を温度感知センサで検知して、該境界点が温度感知センサの位置にきた時点で液面検知棒の引き上げを停止させ、液面検知棒の降下距離と引き上げ距離との差に基づいて灰溶融容器中の溶融スラグ面を検知することを特徴とする灰溶融炉の溶融スラグ面検知方法。
【請求項２】
溶融スラグが収容された灰溶融容器に挿入される液面検知棒と、該液面検知棒を灰溶融容器に出入り可能に上下動させるための検知棒移動部材をそなえた検知棒移動装置と、該検知棒移動部材の移動量を検出する移動量検出装置と、灰溶融容器の上方の所定位置に配置されて液面検知棒の温度を検出するための温度感知センサをそなえてなり、液面検知棒を灰溶融容器の上方の所定位置から検知棒移動装置により灰溶融容器内の所定位置まで降下させた後、液面検知棒を、その先端部に溶融スラグが付着した液面検知棒の温度を温度感知センサで測定しながら引き上げ、液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を温度感知センサで検知して、該境界点が温度感知センサの位置にきた時点で液面検知棒の引き上げを停止させ、液面検知棒の降下距離と引き上げ距離との差に基づいて灰溶融容器中の溶融スラグ面を検知するようにしたことを特徴とする灰溶融炉の溶融スラグ面検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、灰溶融炉、詳しくは、産業廃棄物や都市ごみなどを焼却処理して生じる焼却灰を溶融するための灰溶融炉の溶融スラグ面検知方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
産業廃棄物や都市ごみの焼却炉から排出される焼却灰を溶融固化させて、コンパクト化、無害化を図るために、種々の灰溶融炉が用いられている。基本的には、黒鉛坩堝などからなる灰溶融容器に原料灰を装入し、非酸化性雰囲気で、バーナー、電気抵抗発熱体、電気アークなどの手段により灰を溶融し、溶融灰（以下、溶融スラグ）を灰溶融容器から冷却槽に排出して、冷却固化させるものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この場合、灰溶融炉において、灰溶融容器内の溶融スラグの液面の検知を正確に行うことができれば、容器内の溶融スラグ量が検知できるため、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、また原料灰の装入や溶融スラグの排出のタイミングを的確に判断することができるなど、操業上多くのメリットがある。
【０００４】
このため、灰溶融炉における液面検知方法の開発が望まれているが、従来の灰溶融炉においては、灰溶融容器内の溶融スラグの液面検知手段が装備されていないため、容器内の溶融スラグを全て排出してからつぎの原料灰の装入を行っているのが現状である。
【０００５】
溶融ガラスの液面検知方法として、互いに絶縁された複数の接針センサを高温の溶融ガラスに接触させ、それらのセンサ間の導通の有無を検出することにより溶融ガラスの液面レベルを測る方法が開示されている（特許文献２参照）。また、超音波による液面検知方法として、液面からの反射波の干渉に起因して誤差が生じる問題を解消する改良された液面検知方法も提案されている（特許文献３参照）。さらに、レーザー光やＣＣＤカメラの画像処理により直接的に溶融面を検知する方法も知られている。
【０００６】
しかしながら、上記公知の液面検知方法を灰溶融炉に適用したとしても、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、正確な液面検知は困難であり、おおよその溶融スラグ量しか検知することができない。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−４７６４２号公報（請求項１、図１）
【特許文献２】
特開平７−３３０３４２号公報（請求項１、図１）
【特許文献３】
特開平１１−１３２８３０号公報（請求項１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、灰溶融炉の灰溶融容器内の溶融スラグの液面を簡単に且つ精度良く検知することを可能にする新規な灰溶融炉の溶融スラグ面検知方法および装置を提供することを目的とするものである。
【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の本発明の請求項１による灰溶融炉の溶融スラグ面検知方法は、溶融スラグが収容された灰溶融容器内に、液面検知棒を灰溶融容器の上方の所定位置から灰溶融容器内の所定位置まで降下させた後、液面検知棒を、その先端部に溶融スラグが付着した液面検知棒の温度を灰溶融容器の上方の所定位置に配置された温度感知センサで測定しながら引き上げ、液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を温度感知センサで検知して、該境界点が温度感知センサの位置にきた時点で液面検知棒の引き上げを停止させ、液面検知棒の降下距離と引き上げ距離との差に基づいて灰溶融容器中の溶融スラグ面を検知することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項２による灰溶融炉の溶融スラグ面検知装置は、溶融スラグが収容された灰溶融容器に挿入される液面検知棒と、該液面検知棒を灰溶融容器に出入り可能に上下動させるための検知棒移動部材をそなえた検知棒移動装置と、該検知棒移動部材の移動量を検出する移動量検出装置と、灰溶融容器の上方の所定位置に配置されて液面検知棒の温度を検出するための温度感知センサをそなえてなり、液面検知棒を灰溶融容器の上方の所定位置から検知棒移動装置により灰溶融容器内の所定位置まで降下させた後、液面検知棒を、その先端部に溶融スラグが付着した液面検知棒の温度を温度感知センサで測定しながら引き上げ、液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を温度感知センサで検知して、該境界点が温度感知センサの位置にきた時点で液面検知棒の引き上げを停止させ、液面検知棒の降下距離と引き上げ距離との差に基づいて灰溶融容器中の溶融スラグ面を検知するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施形態を説明する。なお、この実施形態は、本発明の実施の一形態を示すものであり、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１２】
本発明による灰溶融炉の溶融スラグ面検知装置は、図１に示すように、灰溶融炉１において、溶融スラグ３（液面４）が収容された灰溶融容器２に挿入される液面検知棒６、液面検知棒６を灰溶融容器２に出入り可能に上下動させるための金属ワイヤーなどからなる検知棒移動部材７をそなえている。検知棒移動部材７は、モータ１１、ワイヤーリール１０、回転ローラ８の作動により上下動できるようになっており、検知棒移動部材７、モータ１１、ワイヤーリール１０、回転ローラ８によって検知棒移動装置が構成されている。
【００１３】
回転ローラ８には、ロータリーエンコーダなどの移動量検出装置９が取付けられ、例えば、ロータリーエンコーダ９は回転ローラ８と同期しており、金属ワイヤー７の移動量がロータリーエンコーダ９によって正確に検出できるようになっている。１２は、灰溶融容器２の上方の所定位置に配置されて液面検知棒６の温度を検出するための温度感知センサである。温度感知センサ１２としては、放射温度計、光電センサにより光量を読み取り温度を検出する方式や、ＣＣＤによる画像解析により温度を検出する方式のものが適用できる。
【００１４】
図１は、液面検知棒６を灰溶融容器２内に挿入する前の状態を示すもので、液面検知棒６は灰溶融容器２の上方の所定位置にある。１３は温度感知装置１２が監視している点で、液面検知棒６の下方への移動開始点（原点）１４と一致している。
【００１５】
図１に示す状態から、モータ１１を作動させ、ワイヤーリール１０、回転ローラ８を回転させて、液面検知棒６を下方に移動させ、図２に示すように、灰溶融容器２の上部開口部５を通して灰溶融容器２内に挿入し、灰溶融容器２内の所定位置まで降下させる。
【００１６】
所定位置は、通常は、灰溶融容器２の底面ではなく、設置上の誤差を考慮し、また安全上から底面から少し上の位置（底面から距離ｄの位置）とするのが好ましい。予め、この位置を設定しておけば、検知棒移動部材７の金属ワイヤーの移動距離Ｌ１  は事前に設定できるから、移動距離がロータリーエンコーダ９により検知されて、設定された移動距離が達成された時点でモータ１１が停止し、液面検知棒６は底面から距離ｄの位置で停止する。
【００１７】
液面検知棒６を、灰溶融容器２内の溶融スラグ３中で十分に保持した後、モータ１１を作動させ、図３に示すように、液面検知棒６を引き上げる。液面検知棒６の溶融スラグ３への挿入部分には溶融スラグが付着している。引き上げは、液面検知棒６の温度を温度感知装置１２で測定しながら行い、液面検知棒６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１５を温度感知センサ１２で検知して、この境界点が温度感知センサ１２の監視位置１３にきた時点で液面検知棒６の引き上げを停止させる。
【００１８】
引き上げ距離Ｌ２  は、ロータリーエンコーダなどの移動量検出装置９により検出される。以上の操作を行い、液面検知棒６の降下距離Ｌ１  と引き上げ距離Ｌ２  の差に基づいて灰溶融容器中の溶融スラグ面が検知される。すなわち、灰溶融容器２内に収容されている溶融スラグ３の深さは、（Ｌ１  −Ｌ２  ＋ｄ）として求めることができる。
【００１９】
液面検知棒６としては、灰溶融容器内に挿入されたとき、溶融スラグが付着することが必要であるから、溶融スラグが容易に付着し易いように、表面に溝加工などの凹凸を設けた耐熱鋼により構成するのが好ましい。
【００２０】
本発明による溶融スラグ面検知装置により液面を検知する場合、灰溶融容器２内に装入された原料灰が何らかの原因で溶融せず、固まった状態にある場合には、液面検知棒６が降下途中において固まったスラグ面上で停止することとなり、ロータリーエンコーダなどの移動量検出装置９での検出も停止するから、異常が生じてスラグが十分に溶融していないことを警報出力として外部出力することができる。従って、本発明の溶融スラグ面検知装置は、灰溶融炉において、装入された原料灰が確実に溶融されているかどうかを知るための監視装置としても機能することができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、灰溶融炉の灰溶融容器内の溶融スラグの液面を簡単に且つ精度良く検知することを可能とする新規な灰溶融炉の溶融スラグ面検知方法および装置が提供される。
【００２２】
従って、容器内の溶融スラグ量が検知できるため、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、また原料灰の装入や溶融スラグの排出のタイミングを的確に判断することができるなどの効果を達成することができる。また、本発明の溶融スラグ面検知装置は、灰溶融炉において、装入された原料灰が確実に溶融されているかどうかを知るための監視装置としても機能することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の溶融スラグ面検知装置において、液面検知棒が灰溶融容器内に挿入される前の状態を示す図である。
【図２】本発明の溶融スラグ面検知装置において、液面検知棒が灰溶融容器内に挿入された状態を示す図である。
【図３】本発明の溶融スラグ面検知装置において、液面検知棒を灰溶融容器から引き上げた状態を示す図である。
【符号の説明】
１  灰溶融炉
２  灰溶融容器
３  溶融スラグ
４  溶融スラグ液面
５  上部開口部
６  液面検知棒
７  検知棒移動部材（金属ワイヤー）
８  回転ローラ
９  移動量検出装置（ロータリーエンコーダ）
１０    ワイヤーリール
１１    モータ
１２    温度感知センサ
１３    温度感知センサの視点
１４    原点（降下開始点）
１５    境界点
【図１】
2004279149.tif 000003
【図２】
2004279149.tif 000004
【図３】
2004279149.tif 000005