(57)【要約】【課題】廃棄物処理用の炉（特に熱分解工程を含む炉）に於いて、廃棄物の炉内への供給部での外気侵入防止を簡単かつ確実に行なうこと。【解決手段】廃棄物の炉への供給部にほぼ鉛直のスロート部を設け、そのスロート部に上下二段に所定間隔を置いて、スロート部内の廃棄物の位置検出用レベル計を設け、供給廃棄物を前記炉の運転中は絶えずこの上下レベル計間に存在するように廃棄物供給装置を制御するよにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物供給用ホッパとそれに続く、重力で廃棄物が落下するスロート部とを溶融炉の上部に設け、廃棄物は前期スロート部から順次下方へ自重で落下しながら乾燥、熱分解と、最終的に外部からの酸素含有ガス及び必要なら補助燃料とを受けて高温燃焼し、残渣は溶融スラグ化され外部に排出され、他方、高温燃焼ガスは、溶融炉内を前記廃棄物の流れとは逆に上昇しながら順次廃棄物の熱分解、乾燥を行い、溶融炉上部より排出される構造の堅型溶融炉に於いて、前記スロート部に、スロート部内の廃棄物の存在を検知できるセンサを最少上、下二段に一定間隔をおいて設け、少なくとも下段のセンサの位置付近以上に被処理対象廃棄物を常時充填して、溶融炉内の気密性を維持して運転をするようにしたことを特徴とする堅型溶融炉の供給部の構造
【請求項２】
廃棄物を自重で溶融炉へ供給するホッパの下方にスロート部を設け前記スロート部に最少上下二段一定間隔を設けて取付けられた廃棄物検出用センサの取付位置につき、下段センサは下段センサの位置の廃棄物がない状態の「空」検知したとき供給装置が作動し廃棄物の供給を行うが、スロート部へ廃棄物が到達するまでに廃棄物により廃棄物の位置が溶融炉内の機密性を保つ位置よりは下にならない位置とし、即ち溶融炉運転中に外気がスロート部を通して溶融炉内に吸引されない廃棄物の充填の高さ以上に調整されていて、そして上段センサはこの上段センサの位置で廃棄物がない状態の「空」を検出したときに仮にこの上段センサの「空」の信号をもとに廃棄物供給装置が供給作動を行って廃棄物をスロート部へホッパを通して供給した時に、既に充填されているスロート部の廃棄物の位置が下段センサの位置以下にならに位置以上としての位置としたことを特徴とする請求項１の堅型溶融炉の供給部の構造
【請求項３】
廃棄物処理用堅型溶融炉の上方に廃棄物供給及び溶融炉内の気密性保持用のための、スロート部が設けられた最少上下二段の廃棄物レベル検出用センサの使用方法は、前記下段センサがスロート部内の廃棄物がない「空」を検知した時、廃棄物供給の操作員に「空」の信号を発信するか、「空」の信号をもとに廃棄物供給装置の自動操作で廃棄物の投入を行い、また上段のセンサがスロート部内の廃棄物が存在する「充」を検知した時、前述の操作員に「充」の信号を発信するか、「充」の信号をもとに供給装置の自動操作で廃棄物の投入作業を停止するようにしたことを特徴とする請求項１及び２の堅型溶融炉の供給部の構造
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は固形廃棄物の少なくとも熱分解等の熱反応の工程を含み可燃性ガスが炉外へ取出される廃棄物処理用炉なかんずく堅型溶融炉の廃棄物供給部の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】従来の堅型溶融炉の上部の廃棄物供給構造の代表的な例を図２の（イ）及び（ロ）に示す。図２の（イ）の場合、堅型溶融炉上部供給構造はスロート部に取付けられた二重ダンパの下段（Ｄ１）及び上段（Ｄ２）の二段のダンパの交互開閉構造で外気が上部ホッパを通して、溶融炉内に流入するのを防ぐように意図されている。
また、他の例としては図２の（ロ）に示すように廃棄物をスクリューフィーダを使用し、特にスクリュとケーシングの間に廃棄物を圧縮、輸送しながら廃棄物の炉内への供給と炉内への外気の通気を妨げて気密性を維持するようにした構造のものもある。また廃棄物の供給と気密性維持のために前記スクリュの代わりにプレス機構を用いた方式も数多く採用されている。【０００３】いずれにしても従来方式の廃棄物の溶融炉内への供給と気密性維持には改善点を残していた。
例えば二重ダンパによる機密性維持と廃棄物の供給とは上段ダンパが「閉」の状態で上段ダンパ上にクレーン等により廃棄物が供給され、次に下段ダンパ上には廃棄物がなく「閉」の状態で上段ダンパが「開」きながら上段ダンパ上の廃棄物を下段ダンパ上に落下させる。この落下状態が終わったことを確認して、上段ダンパは「閉」じた状態に戻して後、下段ダンパを「開」きながら下段ダンパ上の廃棄物を溶融炉内へ落下、供給した後下段ダンパを「閉」に戻す。この動作の繰り返しでホッパから供給された廃棄物は溶融炉内へ供給されるがこの二重ダンパ方式は必ず、いつの時点でもダンパ装置上・下段の２台ダンパの内、１台は閉じているため外気の溶融炉内への流入を妨げるとしている。
またスクリュ方式の場合、スクリュとそのスクリュを囲むケーシングとの隙間を狭くしスクリュで廃棄物の供給を行ないながらスクリュにより送られる廃棄物によりスクリュとケーシング間のすき間が廃棄物で充填されて気密性が維持されるように工夫されていた。
【特許文献１】  特開昭５４−６８０７７号公報
【特許文献２】  特開平５−３４６２１７号公報
【特許文献３】  特開平８−１２１７２６号公報
【特許文献４】  特開平８−１２１７２７号公報
【非特許文献１】  化学装置１９９５年２月号「廃棄物焼却炉飛灰の溶融無害化回収システム」
【非特許文献２】  生活と環境平成８年３月号「熱分解溶融システムによるごみ処理」
【非特許文献３】  日立造船技報平成７年７月（第５６巻第２号）「都市ごみ焼却灰のツイントーチプラズマ溶融処理」
【非特許文献４】第５回廃棄物学会研究発表会後援論文集１９９４「廃棄物の直接溶融処理技術の改善研究（第一報）」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】しかしながら従来の溶融炉の廃棄物の供給構造では次のような課題を有していた。ここでは代表例の二重ダンパ方式について説明する。
この上記方式では前述のように上段又は下段のどれか一つのダンパの閉じた状態によって、気密性（通気の遮断の程度）が確実に確保されるように意図されているため、ダンパを閉じた状態の時、ダンパの周囲とダンパを囲むケーシング板とが密着せねばならないが、ダンパ上に乗る物が物性も形状も千差万別の廃棄物のために絶えず密着させる事は非常に難しいのが現実である。例えば、長いヒモ上のものがホッパからぶら下がっていると、ダンパが閉じてもダンパはそのヒモ状物を挟んでしまい、ダンパを確実に閉じることが出来なくなる。
ダンパの周辺に湿った砂や廃棄物が付着しやすいが、それらの  付着によってもまた同じようにダンパを閉じた時ダンパとケーシング間とに付着物を挟んで間隙を形成するため確実にダンパを閉じることが出来なくなる。また、ダンパが閉じる時木や金属等をダンパとケーシング間とに挟んだ時シール性の確保が出来ないのみならずまたそれらの噛み込みによってダンパが開かなくなる等のトラブルが往々にして発生することである。更にダンパには廃棄物の落下衝撃荷重や静荷重が絶えず作用すること及び時として炉内の高温の輻射熱にさらされるため、長時間使用している間にダンパがひずみ変形を生じ易く、ダンパを閉じた時、何も噛み込んでいなくともシール性を確保が出来ないとかスムーズな開閉が出来なくなりがちとなる。【０００５】更に困難な課題は、ダンパの開閉が出来なくなった時もしくはダンパを閉じてもシール性が確保出来なくなった時には溶融炉の運転を停止しなければならないことである。そしてその故障を修理するために前記スロート部に人が入らなければならないこと等が発生することである。
溶融炉の運転休止によって当然その休止期間中は廃棄物処理が出来ないためこの間が数日以上続くと外部へ費用を払ってその廃棄物の処理を依頼する必要が発生する。
またダンパ部の修理の場合その場所は往々にして溶融炉内上部の足場の悪い高所でかつ煤塵・すす等が付着や堆積しているため作業の危険や作業中有害物質の人体への吸引等の危険等が伴っていることである。
更に、ダンパ構造は強度、耐久性、気密性を確保するため、重量もあり、装置も大きく補修、取替等も容易ではなく、そのため補修、改造費用も高いものになっていた。
上記の状況から補修、点検の容易な構造の簡単かつ確実なシール性が出来る安価な構造が求められていた。
この状態はプッシャ方式の場合にもスクリュ方式の場合にも廃棄物の供給部での「かみこみ」と言う大同小異の問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】上記課題を解決するために、本発明の堅型溶融炉はその炉の上部にホッパに続く筒状の比較的長いスロート部をほぼ鉛直に設け、該スロート部には任意の間隔のある上下二段にセンサを取付けた構造とした。該センサは該センサが取付けてある位置（高さ）のスロート部内の廃棄物の有・無が検出出来かつ廃棄物の有無の状況の検出によってその信号を伝達表示もしくはその信号に基づいて廃棄物供給用装置を手動もしくは自動操作出来るようにした。また前記上下二段のセンサのうち、下方のセンサの該スロート部への取付位置は溶融炉運転中外気が廃棄物供給部（ホッパ及びスロート部）を通して、吸引されない程に廃棄物がスロート部に充填された最低の高さ以上としている。また上段センサの取付位置はこの上段のセンサの位置で廃棄物がない状態の「空」を検出した時に仮にこの上段センサの「空」の信号をもとに廃棄物供給装置が手動もしくは自動での供給作動を行い廃棄物をスロート部へホッパを通して供給した時該スロート部の廃棄物の位置が下段センサの位置以下になっていない場所としている。
そして、前記スロート部に設けられた上下二段のセンサの  使用方法は前記下段センサがスロート部内の廃棄物が「空」を検知した時廃棄物供給の操作員に「空」の信号を発信するか、「空」の信号をもとに廃棄物の供給を自動で投入作業を行い、また、上段のセンサがスロート部内の廃棄物が存在する「充」を検知した時は廃棄物の供給操作員に「充」の信号を発信するか、「充」の信号をもとに廃棄物の供給を自動操作で停止するようにしたことにある。上記の構造と操作方法によって、上記ホッパに続くスロート部の上下二段のセンサ間には溶融炉運転中絶えず被処理対象物である廃棄物で充填されるようにしたことにある。
【発明の効果】
【０００７】上記の溶融炉の廃棄物供給部の構造とその操作方法によって従来の課題を解決することが可能となった。
まず溶融炉の上部に筒状のほぼ鉛直のスロート部を設け、このスロート部には上下二段のセンサを設け、下段のセンサの位置は下段センサ以上に廃棄物が存在する操作によって溶融炉運転中に外気がホッパ部より炉内に吸引されなくなった。この下段センサの位置よりスロート部内の廃棄物の表面が下がると下段センサが「空」を検知して、廃棄物の供給操作員に廃棄物供給の信号を送るため、操作員が廃棄物を供給するか、もしくは下段センサと廃棄物の供給装置との自動操作プログラムを組んでおくことによって廃棄物の自動供給が行われるため、廃棄物は下段センサ付近以上に絶えず充填されているようになった。従来のように大きい構造物の二重ダンパやスクリューコンベヤ等を採用しなくとも処理対象の廃棄物の充填高さを一定の範囲に、廃棄物検出センサのスロート部への上下二段の取付とそのセンサによる廃棄物供給操作で、維持出来るため溶融炉内の気密性が簡単に保持出来るようになった。【０００８】また、本発明は上記のように上下二段のセンサをスロート部の外周に取りつけて、スロート部内の廃棄物の有・無を超音波等の手段で検出する方法のため従来のようにスロート部内には構造物がなく廃棄物供給に伴うスロート部内での廃棄物のかみこみ、つっかえ等の従来のようなトラブルは解消した。該センサが不調になって点検等が必要になっても該スロート部の外で該センサを外して簡単に点検なり交換できるため溶融炉を従来のように長時間停止せずとも済むようになった。
また前記のように簡単な構造の上下二段のセンサのスロート部への設置で溶融炉内の気密性が維持出来るようになったため、非常に装置費が安く出来るようになった。
さらにスロート部のトラブルのためにセンサの取替、補修等が生じても溶融炉の外部での歩廊上での作業が行えるために従来のような溶融炉内の高所の作業でないため危険性も大幅に改善される結果となった。
【実施例】
【０００９】本発明の一実施例を図１を中心に記述する。
堅型溶融炉（１）の炉天井（７）に、上方にホッパ（２）付のスロート部（３）を設け、該スロート部（３）にはスロート部内の廃棄物の存在が検知できるセンサをＳ１，Ｓ２を上下二段設けている。下段のセンサ（Ｓ１）はスロート部（３）に溶融対象の廃棄物を充填し、前記溶融炉（１）を定常運転した時、前記ホッパ（２）及びスロート部（３）を通して外気が吸引されない高さの中で、最も低い廃棄物の基準レベルをＳ０とした時それより上方で余裕を見た高さ（例えば１ｍ位）の上方の位置に取り付けられている。即ち、廃棄物の特性、組成等が時間の経過によって変化しても確実に供給廃棄物によってスロート部（３）で気密性を維持出来る高さを下段センサ（Ｓ１）の位置としている。
また上段センサ（Ｓ２）の位置は下段センサ（Ｓ１）より上方で、この上段センサの位置で廃棄物がない状態の「空」を検出した時に、仮にこの上段センサの「空」の信号をもとに廃棄物を供給した時にスロート部の廃棄物の位置が下段センサ以下にならない場所に設けられるが、簡単には少なくとも該溶融炉の廃棄物の時間平均処理能力の約１５分間分以上の容積が前記上・下二段センサ間で確保出来る位置に設けられている。そして廃棄物供給装置、例えばクレーン（８）によって供給された廃棄物はスロート部（３）で所定時間滞留した後、溶融炉内に自重で落下していく。そして炉天井（７）の位置より下方に落下しながら、乾燥（イ）熱分解（ロ）、最終的に溶融炉の底部で廃棄物中の熱分解カーボンと、外部より羽口（１０）より供給された酸素と必要なら補助燃料の供給を受けて、高温燃焼し、残渣は溶融スラグとなり、出澤口（６）を通して外部へ取り出される。
このときの高温の燃焼ガスは前記廃棄物の流れとは逆に溶融炉内を上昇し、溶融炉を落下する廃棄物を順次、熱分解、乾燥した後、水分を含んだ可燃性ガスとなり、煙道出口（４）より溶融炉（１）の後方に設けられた誘引排風機により該溶融炉より吸引排出される。
前記可燃性ガスは煙道出口（４）でやや大気より負圧のマイナス３〜５ｍｍＨ２Ｏに、前記誘引排風機の回転数もしくはダンパ開度調整で制御されるが廃棄物はほぼスロート部の下段センサ（Ｓ１）と上段センサ（Ｓ２）との間に制御されているため、ホッパ（２）、スロート部（３）を通して外気が溶融炉内に吸引されることは防がれる。
即ち、堅型溶融炉（１）の上部にホッパ（２）と上段、下段の２段の廃棄物センサをスロート部の外部につけたスロート部を設け、上段センサと下段センサの間に前記上下２段のセンサ信号によって上段センサと下段センサの間にほぼ廃棄物の位置を制御する結果簡単に溶融炉内の気密性が制御することが出来るようになった。
そのため、外気が溶融炉内へ吸引され、可燃性ガスと溶融炉上部間の煙道出口（４）付近で接触し爆発することの防止が容易に、確実に出来るようになった。
そして、従来、この爆発の防止の根絶と溶融システムの安定運転を図るために溶融炉内圧を出来るだけマイナスの小さい値に安定的に維持することに苦労していた従来のスクリューフィーダ、プッシャ、二段ダンパ等の各方式での課題が本発明によって一挙に簡単な構造で解決した。
尚、この上、下の２段レベルセンサ方式は上記のように竪型溶融炉への適用だけでなく廃棄物を熱分解して可塑性ガスが発生する各種の炉への適用は当然の事ながら焼却炉への、廃棄物の供給構造としても適用出来るのである。
上記のように各種の炉内の反応を理想的に行うためには外気の進入を防ぐことが重要な条件の１つであり、本発明はそのことが出来る技術である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】  本発明の廃棄物の供給部の構造
【図２】  背景技術の廃棄物の供給部の構造  （イ）      ２重ダンパ方式の場合  （ロ）      スクリューフィーダ方式の場合
【符号の説明】
【００１１】    １  竪型溶融炉
２  ホッパ
３  スロート部
４  煙道出口
５  廃棄物
６  出滓口
７  炉天井
８  クレーン（廃棄物供給装置）
９  スラグ
１０  羽口
ｄ１  下段羽口
ｄ２  上段羽口
Ｄ１  下段ダンパ
Ｄ２  上段ダンパ
Ｓ０  基準レベル
Ｓ１  下段センサ
Ｓ２  上段センサ
Ｓ３  スクリューフィーダ
【図１】
2005180892.tif 000003
【図２】
2005180892.tif 000004