(57)【要約】【課題】  付着物の堆積等により発生するサイド電流を抑制することが可能で、さらには付着物が堆積した場合においても容易にこれを除去し、円滑な運転を行なうことを可能とした電気式溶融炉の運転制御方法を提供する。【解決手段】  炉本体１１に間隙を存して主電極１４が挿設されるとともにこれと対向して炉底電極１５が配設された電気式溶融炉１０であって、前記電極間に電圧を印加して被溶融物を溶融処理する電気式溶融炉の運転制御方法において、前記溶融炉１０が、炉内に浮遊する揮散物が冷却され析出した炉壁付着物により発生するサイド電流を検知する電流計２２を備え、サイド電流の発生が検知された時に、予め設定した閾値に達するまで炉内温度を通常運転時より高い温度域に維持するようにする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉本体に複数の電極が挿設された電気式溶融炉であって、前記電極間に電圧を印加して被溶融物を溶融処理する電気式溶融炉の運転制御方法において、
前記溶融炉が、炉内に浮遊する揮散物が冷却され析出した炉壁付着物により発生するサイド電流を検知するサイド電流検知手段を備え、
該サイド電流検知手段によりサイド電流の発生が検知された時に炉内温度を通常運転時より高い温度域に維持するようにしたことを特徴とする電気式溶融炉の運転制御方法。
【請求項２】
前記通常運転時より高い温度域を、被溶融物を溶融処理するための投入電力の増加により維持するようにしたことを特徴とする請求項１記載の電気式溶融炉の運転制御方法。
【請求項３】
前記通常運転時より高い温度域を、主電極上昇による炉内への輻射熱増加により維持するようにしたことを特徴とする請求項１記載の電気式溶融炉の運転制御方法。
【請求項４】
前記通常運転時より高い温度域を、予め設定した所定の指標が閾値に達するまで維持するようにしたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の電気式溶融炉の運転制御方法。
【請求項５】
前記所定の指標を、運転時間、炉内温度、前記サイド電流の検出値のうちの何れかに設定したことを特徴とする請求項１記載の電気式溶融炉の運転制御方法。
【請求項６】
前記通常運転時より高い温度域を、前記炉壁付着物の融解する温度域としたことを特徴とする請求項１記載の電気式溶融炉の運転制御方法。
【請求項７】
炉本体に複数の電極が挿設された電気式溶融炉であって、少なくとも一の前記電極が炉本体と間隙を存して配設され、該間隙にパージガスを吹き込みながら前記電極間に電圧を印加して被溶融物を溶融処理する電気式溶融炉の運転制御方法において、
前記溶融炉が、炉内に浮遊する揮散物が冷却され析出した炉壁付着物により炉本体に発生するサイド電流を検知するサイド電流検知手段を備え、
前記サイド電流検知手段によりサイド電流の発生が検知された時に、所定時間だけ前記パージガスを停止若しくはパージガス流量を減少させるようにしたことを特徴とする電気式溶融炉の運転制御方法。
【請求項８】
炉本体に挿設された複数の電極間に電圧を印加して被溶融物を溶融処理する電気式溶融炉の運転制御方法において、
前記溶融炉が、炉内に浮遊する揮散物が冷却され析出した炉壁付着物により発生するサイド電流を検知するサイド電流検知手段を備え、
該サイド電流検知手段によりサイド電流の発生が検知された時に前記電極を下降させ該電極間の電圧値が通常運転時より低くなるようにしたことを特徴とする電気式溶融炉の運転制御方法。
【請求項９】
炉本体に挿設された複数の電極間に電圧を印加して被溶融物を溶融処理する電気式溶融炉の運転制御方法において、
前記溶融炉が、炉内に浮遊する揮散物が冷却され析出した炉壁付着物により発生するサイド電流を検知するサイド電流検知手段を備え、
該サイド電流検知手段によりサイド電流の発生が検知された時に前記溶融炉への被溶融物の投入を停止して保温運転を行い、前記電極間の電圧値が通常運転時より低くなるようにしたことを特徴とする電気式溶融炉の運転制御方法。
【請求項１０】
炉本体に複数の電極が挿設された電気式溶融炉であって、前記電極間に電圧を印加して被溶融物を溶融処理する電気式溶融炉の運転制御方法において、
前記溶融炉が、炉内に浮遊する揮散物が冷却され析出した炉壁付着物により炉本体に発生するサイド電流を検知するサイド電流検知手段と、前記電極と炉本体との間隙に堆積した前記炉壁付着物を機械的に除去する清掃手段と、を備え、
前記サイド電流検知手段によりサイド電流の発生が検知された時に、前記清掃手段を作動させ前記付着物を除去するようにしたことを特徴とする電気式溶融炉の運転制御方法。
【請求項１１】
前記清掃手段が、前記間隙の上方に設置された棒状体と、該棒状体を間隙の円周方向に移動させる移動機構とからなり、該清掃手段の作動時に前記棒状体を移動させることにより前記付着物を掻き落すようにしたことを特徴とする請求項１０記載の電気式溶融炉の運転制御方法。
【請求項１２】
前記清掃手段が、前記間隙の上方に設置された絶縁物と、該絶縁物の保持機構からなり、該清掃手段の作動時に該保持機構を開放して前記絶縁物を投下し、前記付着物を除去するようにしたことを特徴とする請求項１０記載のプラズマ溶融炉の運転制御方法。
【請求項１３】
前記間隙を介して炉内に供給するパージガスを、絶縁性の高いガスとしたことを特徴とする請求項１、７〜１０の何れかに記載の電気式溶融炉の運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、炉本体に貫設した電極間に電圧を印加して炉内を高温に維持し、焼却灰等の被溶融物を溶融処理する電気式溶融炉運転制御方法に関し、特に、炉本体の絶縁不良により発生するサイド電流を防止する電気式溶融炉の運転制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水汚泥、都市ごみ又は産業廃棄物、若しくはこれらの焼却灰等の被溶融物は、資源化、減容化及び無害化を目的として溶融炉で溶融され、スラグ化して処理されている。生成されたスラグは、灰中に含まれる有害物質を封入するとともに有用な資源として回収され、地盤改良剤、路盤材、アスファルト用骨材等として再利用することができる
一般的に、溶融炉は大きく電気式溶融炉と燃料式溶融炉に分けられ、
さらに電気式にはアーク式、プラズマ式、電気抵抗式、燃料式には回転式溶融、固定式表面溶融、コークスベッド式が主な方式として用いられている。そのうち、電気式溶融炉は安定した制御が可能でかつ燃料式より炉内を高温化できることからダイオキシン類等の排出抑制にも効果があるため、近年広く普及してきている。
【０００３】
一例としてプラズマ溶融炉の構造を説明すると、このプラズマ溶融炉の構造は、耐火材で形成された炉内壁とこれを包被する鉄皮とで炉本体が構成され、炉本体の上部には主電極が貫挿され、これと対向して炉下部に炉底電極が配設されており、主電極と炉底電極との間に直流電圧を印加することにより電極間にプラズマアークを発生させ、被溶融物を溶融してスラグ化する構造となっている。
このような電気式溶融炉では炉内が高温に維持されるため、Na、Ka等の塩類や低沸点の重金属類などの低沸点物質がスラグ中に含有される場合には、これらの低沸点物質がガス中に揮散して炉内壁にて冷却されて析出し、付着物として炉内壁に付着する。この付着物は導電率が高く、炉壁が絶縁不良をおこしてサイド電流が発生することがある。特に、電極近傍の炉内壁に付着物が堆積すると、電極と付着物の間にプラズマが発生しサイド電流が発生し易くなってしまう。従って、電極近傍のサイド電流の発生を防止するために、特開平１１−３５１５４１号公報（特許文献１）では、電極を囲撓するごとく絶縁スリーブを介装するとともに、絶縁スリーブと電極間に間隙を設け、炉内に向けてN2ガス等のパージガスを吹き込んでいた。
【０００４】
また、サイド電流の発生を検知して溶融炉を監視する方法も種々提案されており、特開２０００−１８５５２号公報（特許文献２）では、炉壁に貫設された電極間を電気的に絶縁する環状の絶縁材を設け、該絶縁材を挟んでその両電極間の電流又は電圧を計測する計測手段を設け、絶縁不良によるサイド電流の発生を監視可能としている。
さらに、特開２００１−２７２０１９号公報（特許文献３）では、溶融炉本体を構成する鉄皮を接地するとともに、直流電源の出力側端子間に接地抵抗を介挿してその中間部を接地し、炉本体の運転中に鉄皮側の接地線又は接地抵抗側の接地線に流れる地絡電流を連続的に検出して、地絡電流値から炉材の絶縁性能の劣化を検知して運転・停止を制御する方法を開示している。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３５１５４１号公報
【特許文献２】特開２０００−１８５５２号公報
【特許文献３】特開２００１−２７２０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
炉壁への付着物の堆積により発生するサイド電流は、溶融炉の処理効率の低下やエネルギ損失の増大、炉本体の損傷等を生じる。従って、従来は上記したように絶縁スリーブ等の炉本体構造によりサイド電流を防止する方法や、発生したサイド電流を各種検出手段により検出して炉を監視、運転制御する方法などを用いてサイド電流の発生に対処していた。
しかしながら、従来ではサイド電流抑制のための運転方法は確立されておらず、またサイド電流を検出した場合には炉の運転を一旦停止し、人為的にメンテナンスを行ない炉壁への付着物を除去していた。ところが、このように炉内へ作業員が侵入して付着物を除去する方法では、手間や時間がかかる上に処理効率も低下するため、サイド電流を抑制することのできる運転方法が望まれていた。
【０００７】
従って、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、付着物の堆積等により発生するサイド電流を抑制することが可能な電気式溶融炉の運転制御方法で、さらには付着物が堆積した場合においても容易にこれを除去し、円滑な運転を行なうことを可能とした電気式溶融炉の運転制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明はかかる課題を解決するために、
炉本体に複数の電極が挿設された電気式溶融炉であって、前記電極間に電圧を印加して被溶融物を溶融処理する電気式溶融炉の運転制御方法において、
前記溶融炉が、炉内に浮遊する揮散物が冷却され析出した炉壁付着物により発生するサイド電流を検知するサイド電流検知手段を備え、
該サイド電流検知手段によりサイド電流の発生が検知された時に炉内温度を通常運転時より高い温度域に維持するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
このとき、前記通常運転時より高い温度域を、被溶融物を溶融処理するための投入電力の増加により維持するようにしても良いし、また前記通常運転時より高い温度域を、主電極上昇による炉内への輻射熱増加により維持するようにしても良い。
また、前記通常運転時より高い温度域を、予め設定した所定の指標が閾値に達するまで維持するようにしたことを特徴とする。前記所定の指標は、運転時間、炉内温度、前記サイド電流の検出値のうちの何れかに設定することが好ましい。
さらに、前記通常運転時より高い温度域とは、通常運転時より数十℃高く、かつ前記炉壁付着物の融解する１１００℃〜１３００℃程度であることが好適である。
尚、前記サイド電流の検知には、例えば炉本体に配設された電流計によりサイド電流値を計測する方法等が挙げられる。
【００１０】
本発明によれば、再起動時に炉内温度を高く維持することにより、炉内壁に付着した付着物が溶融して流下し、付着物により発生していたサイド電流を絶つことができる。このように、付着物の堆積によりサイド電流が発生した場合にも、即時検知して除去することができるため、炉本体の損傷等を防止することができる。
【００１１】
また、炉本体に複数の電極が挿設された電気式溶融炉であって、前記電極間に電圧を印加して被溶融物を溶融処理する電気式溶融炉の運転制御方法において、
前記溶融炉が、炉内に浮遊する揮散物が冷却され析出した炉壁付着物により炉本体に発生するサイド電流を検知するサイド電流検知手段と、前記電極と炉本体との間隙に堆積した前記炉壁付着物を機械的に除去する清掃手段と、を備え、
前記サイド電流検知手段によりサイド電流の発生が検知された時に、前記清掃手段を作動させ前記付着物を除去するようにしたことを特徴とする。
【００１２】
さらに、前記清掃手段が、前記間隙の上方に設置された棒状体と、該棒状体を間隙の円周方向に移動させる移動機構とからなり、該清掃手段の作動時に前記棒状体を移動させることにより前記付着物を掻き落すようにしたことを特徴とする。
また別の方法として、前記清掃手段が、前記間隙の上方に設置された絶縁物と、該絶縁物の保持機構からなり、該清掃手段の作動時に該保持機構を開放して前記絶縁物を投下し、前記付着物を除去するようにしたことを特徴とする。
これらの発明によれば、サイド電流が発生した場合にも、前記清掃装置により簡単に除去することができるため、付着物の堆積によるサイド電流の発生を抑制することができ、かつ人為的作業による時間のロスや手間を省き、効率よく炉の運転を行なうことができる。
【００１３】
また、炉本体に複数の電極が挿設された電気式溶融炉であって、少なくとも一の前記電極が炉本体と間隙を存して配設され、該間隙にパージガスを吹き込みながら前記電極間に電圧を印加して被溶融物を溶融処理する電気式溶融炉の運転制御方法において、
前記溶融炉が、炉内に浮遊する揮散物が冷却され析出した炉壁付着物により炉本体に発生するサイド電流を検知するサイド電流検知手段を備え、
前記サイド電流検知手段によりサイド電流の発生が検知された時に、所定時間だけ前記パージガスを停止若しくはパージガス流量を減少させるようにしたことを特徴とする。
このように、サイド電流の発生が検知されたらパージガスを停止、または減少させることにより、容易にサイド電流を絶つことができ、溶融炉の円滑な運転が可能となる。
【００１４】
さらに、炉本体に挿設された複数の電極間に電圧を印加して被溶融物を溶融処理する電気式溶融炉の運転制御方法において、
前記溶融炉が、炉内に浮遊する揮散物が冷却され析出した炉壁付着物により発生するサイド電流を検知するサイド電流検知手段を備え、
該サイド電流検知手段によりサイド電流の発生が検知された時に前記電極を下降させ該電極間の電圧値が通常運転時より低くなるようにしたことを特徴とする。このとき、前記電極下降値は0より大きく50mm以下程度が好適で、さらに電圧下降値は0より大きく50Ｖ以下程度が好ましい。
【００１５】
さらにまた、炉本体に挿設された複数の電極間に電圧を印加して被溶融物を溶融処理する電気式溶融炉の運転制御方法において、
前記溶融炉が、炉内に浮遊する揮散物が冷却され析出した炉壁付着物により発生するサイド電流を検知するサイド電流検知手段を備え、
該サイド電流検知手段によりサイド電流の発生が検知された時に前記溶融炉への被溶融物の投入を停止して保温運転を行い、前記電極間の電圧値が通常運転時より低くなるようにしたことを特徴とする。このとき、電圧下降値は100Ｖ程度であることが好ましい。
【００１６】
これらの発明によれば、電極の下降若しくは被溶融物の投入停止により、電極間の抵抗を低下させ、相対的に炉本体の抵抗を上昇させて炉本体側へ電流が流れ難くすることで、サイド電流の発生を抑制することが可能となる。これにより、サイド電流が発生した場合においても、容易に消失させることができ、炉本体の損傷等を防止することができ、かつ円滑な炉の運転が可能となる。
さらにまた、前記間隙を介して炉内に供給するパージガスを、絶縁性の高いガスとすることが好適である。該絶縁性の高いパージガスとしては、Ｏ２ガス、ＣＯ２ガス、または燃焼排ガスとＯ２の混合ガス等を用いることができる。これにより、前記電極と炉本体間の絶縁性を向上することができ、サイド電流の発生を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
以上記載のごとく本発明によれば、付着物の堆積によりサイド電流が発生した場合にも、即時検知して除去することができるため、炉本体の損傷等を防止することができる。
また、炉内壁に付着物が堆積した場合においても、付着物を容易に除去することができ、従来のように、炉の運転停止後に作業員が炉内に侵入してこれらの付着物を除去する作業を行なう必要がなく、処理効率を向上させることができるとともに円滑な運転が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明の実施例１に係るプラズマ溶融炉の全体構成図、図２は図１のプラズマ溶融炉の運転制御方法を示すフロー図、図３は本発明の実施例２に係るプラズマ溶融炉の全体構成図、図４、図５は本実施例２における清掃装置を示す図、図６は本発明の実施例３に係るプラズマ溶融炉の全体構成図、図７は本発明の実施例４に係るプラズマ溶融炉の模式図、図８は本実施例４に係るプラズマ溶融炉の等価回路を示す回路図、図９は本実施例４に係るプラズマ溶融炉の運転制御方法を示すフロー図である。
【００１９】
本実施例では、一例としてプラズマ溶融炉について説明するが、これに限定されるものではなく、電気抵抗式溶融炉、アーク溶融炉等の電気式溶融炉全般に適用可能である。
まず、図１を参照して本実施例に係るプラズマ溶融炉の構成につき説明する。
かかるプラズマ溶融炉１０は、耐火壁１３を鉄皮１２で包被した炉本体１１を有し、該炉本体１１の炉蓋には間隙を存して主電極１４が挿通支持され、該主電極１４と対向する炉底には炉底電極１５が配設された構成となっている。これらの電極間には直流電源１６により直流電圧が印加され、プラズマアーク１８が生成される。炉内に投入された焼却灰等の被溶融物は、前記プラズマアーク１８により溶融され、溶融スラグ１７として炉底部に貯留され、不図示の出滓口より排出される。
【００２０】
かかるプラズマ溶融炉１０では、その運転に伴い炉内に浮遊するNa、Ka等の塩類や低沸点の重金属類等の揮散物が冷却され析出した付着物が耐火壁１３に浸透若しくは付着して絶縁劣化が起こり、前記主電極１４から耐火壁１３若しくは鉄皮１２を通電経路としてサイド電流が発生することがある。特に、炉本体１１と主電極１４との間の間隙は距離が小さく、ここに付着物が堆積するとサイド電流が発生し易くなる。
従って、これを防ぐために、前記主電極１４と炉底電極１５とを電気的に絶縁するごとく、炉本体１１に環状の絶縁材２１を介装している。また、最も短絡し易い前記主電極１４の周囲には絶縁スリーブ２０を配している。
本実施形態では、上記した絶縁部材を配しても尚サイド電流が発生してしまうため、付着物の堆積等により発生するサイド電流を抑制し、さらには付着物が堆積した場合においても容易にこれを除去し、円滑な運転を行なうことを可能とした電気式溶融炉の運転制御方法を提供する。
【実施例１】
【００２１】
図１に示すように、本実施例１に係るプラズマ溶融炉１０は、炉本体１１に介装された環状絶縁材２１を挟んで電流計２２を付設している。該電流計２２は、炉本体１１の内壁に付着物が堆積することにより発生するサイド電流の値を検出することができる。尚、本実施例では、サイド電流の検出手段を前記電流計２２により行なっている。
また、炉本体１１を貫通するごとく、温度検出計２３が配設されている。該温度検出計２３は、熱電対、赤外放射温度計等の非接触温度計などを用いることができ、炉内温度を計測可能である。さらに、前記電流計２２及び温度検出計２３の出力信号をもとに、前記直流電源１６又は電極昇降装置１９に制御信号を送信し、該直流電源１６における供給電力量、前記主電極１４の位置を適宜制御する制御装置５０を具備している。
【００２２】
本実施例１に示したプラズマ溶融炉１０の運転制御方法は、図２に示すように、前記直流電源１６により前記主電極１４及び炉底電極１５間に電圧を印加し、プラズマアーク１８を生成して被溶融物を溶融処理する通常運転が開始されると、前記電流計２２により炉本体に発生するサイド電流の検知を開始する（Ｓ１）。該電流計２２で検知された電流値は前記制御装置５０に送信され、該前記制御装置５０によりサイド電流の発生の有無を判断する（Ｓ２）。サイド電流の発生有りの判断がなされると、投入電力の増加（Ｓ３Ａ）または主電極位置を上昇（Ｓ３Ｂ）することで、炉内温度を通常運転時より高くして高温運転をする。このとき、炉内温度を通常運転時より数十℃高く、かつ前記付着物が溶融して流下する１１００℃〜１３００℃程度とすると良い。
尚、サイド電流の発生が無いと判断された場合には、通常運転を続行する。
【００２３】
このように、炉内温度を通常運転時より高くなるまで昇温し、前記制御装置５０にて予め設定した所定の指標が閾値に達したか否かを判断し（Ｓ４）、該所定の指標が閾値に達するまで高温運転を維持する。かかる所定の指標は、例えば運転時間、炉内温度、サイド電流の検出値などとすることができる。即ち、該指標を運転時間とした場合、予め設定した時間（閾値）と、投入電力増加または主電極上昇からの運転時間とを比較し（Ｓ４）、運転時間が閾値を超えたら通常運転を再開し（Ｓ５）、閾値を超えていないと高温運転を続行する。尚、前記指標を炉内温度とした場合には、予め炉内温度の上限値（閾値）を設定し、前記温度検出計２３により検出された温度が前記閾値を超えたら通常運転を再開するようにする。また、前記指標をサイド電流検出値とした場合には、予めサイド電流の下限値（閾値）を設定し、前記電流計２２により検知された電流値が前記閾値より低い値となったら通常運転を再開するようにする。
【００２４】
このように、付着物の堆積によりサイド電流が発生した場合にも、即時検知して除去することができるため、炉本体の損傷等を防止することができる。また、炉内温度を高く維持することにより、炉内壁に付着した付着物が溶融して流下し、付着物により発生していたサイド電流を絶つことができる。従って、従来のように、炉の運転停止後に作業員が炉内に侵入してこれらの付着物を除去する作業を行なう必要がなく、炉内壁に付着物が堆積した場合においても、容易にこれを除去でき、円滑な運転を行なうことができる。
【００２５】
また、かかる実施例において、前記主電極１４と炉本体との間隙に吹き込むパージガスを絶縁性の高いガスとすることも有効な方法である。
該絶縁性の高いパージガスとしては、Ｏ２ガス、ＣＯ２ガス、または燃焼排ガスとＯ２の混合ガス等を用いることができる。但し、Ｏ２ガス若しくはＯ２混合ガスを利用する場合は、主電極１４を酸化させてしまう惧れがあるため、サイド電流を検知した時に間欠的若しくは一時的に導入することが好ましい。これにより、一旦発生したサイド電流を消失させることが可能である。
【実施例２】
【００２６】
本実施例２に係るプラズマ溶融炉１０は、図３に示されるように、前記主電極１４と絶縁スリーブ２０との間隙に清掃装置２５を配設した構成としている。また、前記実施例１と同様に、前記環状絶縁体２１を挟んで電流計２２を設置し、炉本体に発生するサイド電流を検知するようにしている。さらに、前記電流計２２の出力信号をもとに、前記清掃装置２５に制御信号を送信して該清掃装置２５を制御する制御装置５０を具備している。
前記清掃装置２５は、前記主電極１４と絶縁スリーブ２０の間隙に堆積した付着物を機械的に除去する構成としている。該清掃装置２５は、例えば図３に示されるように、前記間隙に炉内側に向けて導入される清掃棒２６と、該清掃棒２６を前記間隙に沿って円周方向に移動させる移動機構２７とを具備した構成とする。
【００２７】
かかる清掃棒２６の具体的構造を図４に示す。該清掃棒２６の先端部分には、固化した付着物を削り除去するカッター状の刃が取り付けられている。また、該清掃棒２６が矢印Ｂ方向に伸縮自在なように油圧シリンダ２９が設けられている。前記先端の刃は、通常、清掃棒２６自体が矢印Ｃのように回転しながら、炉内側に向けて矢印Ｂ方向に前進することによって、前記間隙に堆積固化した付着物を削っていく。この作業を、図３に示した矢印Ａ方向に移動しながら間隙に沿って付着物を削り除去する。但し、前記清掃装置２５は、かかる構造に限定されず、前記間隙に堆積した付着物を機械的に除去する構造であれば何れでも良い。
【００２８】
本実施例では、前記電流計２２により検知した電流値に基づき、前記制御装置５０にてサイド電流の発生有りの判断がなされたら前記清掃装置２５に制御信号を送信し、該清掃装置２５を作動させる。好適には、前記制御装置５０にてサイド電流の発生が検知されたら一旦炉の運転を停止し、その後前記清掃装置２５を作動させると良い。
このように本実施例によれば、付着物の堆積によりサイド電流が発生した場合にも、即時検知して除去することができるため、炉本体の損傷等を防止することができる。また、サイド電流が発生した場合にも、前記清掃装置２５により除去することができるため、人為的作業による時間のロスや手間を省き、効率よく炉の運転を行なうことができる。
【００２９】
また、本実施例２の別の形態として、図５（ａ）に示されるような構成が挙げられる。これは、前記主電極１４と絶縁スリーブ２０との間隙上方に絶縁物３０を配置し、不図示の保持装置により保持しておく。そして、前記制御装置５０により炉本体へのサイド電流の発生が検知されたら、前記保持装置を開放して炉内へ前記絶縁物３０を投下し、絶縁スリーブ２０の内周壁に堆積した付着物を剥離除去する。
前記絶縁物３０は、図５（ｂ）に示されるように環状であることが好ましく、これにより一度の投下で間隙全周を清掃することができる。また、絶縁性を有する構造であるため、炉の運転中に該絶縁物を投下しても運転に支障を与えることがない。
【実施例３】
【００３０】
本実施例３は、図６に示されるように前記主電極１４と前記絶縁スリーブ２０との間隙にＮ２ガス等の不活性ガスを吹き込むノズル（不図示）と、該ノズルにＮ２ガスを供給するＮ２タンク３３と、該Ｎ２タンク３３からノズルへのＮ２ガス供給量を調整するバルブ３４と、を有している。また、前記実施例１と同様に、前記環状絶縁体２１を挟んで電流計２２を設置し、炉本体に発生するサイド電流を検知するようにしている。さらに、前記電流計２２の出力信号をもとに、前記バルブ３４に制御信号を送信して開閉制御する制御装置５０を具備している。
【００３１】
本実施例では、前記電流計２２により検知した電流値に基づき、前記制御装置５０にてサイド電流の発生有りの判断がなされたら前記バルブ２５に制御信号を送信し、該バルブ２５を一時的、若しくは間欠的に閉にしてＮ２ガスの供給を停止するか、または通常運転時よりＮ２ガスの供給量を減少させる。これにより、前記間隙近傍の温度が上昇し、間隙近傍に堆積した付着物が溶融、流下して、該付着物により発生したサイド電流を絶つことができる。
このように、サイド電流の発生が検知されたら前記Ｎ２ガスを停止、または減少させることにより、容易にサイド電流を絶つことが可能となり、円滑な運転を行なうことができる。
【実施例４】
【００３２】
本実施例４は、前記実施例１と略同様の構成を有しており、前記環状絶縁体２１を挟んで電流計２２を設置し、炉本体に発生するサイド電流を検知するようにしている。さらに、前記電流計２２の出力信号をもとに、前記直流電源１６又は電極昇降装置１９に制御信号を送信し、該直流電源１６における供給電力量、前記主電極１４の位置を適宜制御する制御装置５０を具備している。
本実施例に係るプラズマ溶融炉のフローを図９を参照して説明する。まず、溶融炉の通常運転が開始されたら、前記電流計２２により炉本体に発生するサイド電流の検知を開始する（Ｓ１１）。該電流計２２で検知された電流値は前記制御装置５０に送信され、該前記制御装置５０によりサイド電流の発生の有無を判断する（Ｓ１２）。
【００３３】
サイド電流の発生有りの判断がなされると、前記主電極１４の位置を下降させる（Ｓ１３）。この主電極１４の下降により、前記主電極１４及び炉底電極１５間の抵抗が低下するとともに電圧も低下する。これにより、相対的に炉本体の抵抗が上昇するため、サイド電流が消失する（Ｓ１４）。サイド電流が消失したら、通常運転を再開する（Ｓ１５）。尚、前記主電極１４の下降値は0より大きく50mm以下程度が好ましく、このとき前記電圧の下降値は0より大きく50Ｖ以下程度が好ましい。
ここで、前記主電極の下降によるサイド電流消失の原理を、図７に示した模式図及び図８に示した回路図により詳しく説明する。前記主電極１４−炉底電極１５間の抵抗をＲ１、電流をＩ１とし、炉本体１１の抵抗をＲ２、電流をＩ２とし、回路全体に流れる電流をＩとする。
【００３４】
前記主電極１４を下降させると主電極１４−炉底電極１５間の距離が短くなり、必然的に抵抗Ｒ１が低下する。抵抗と電圧の間には下記式（１）の関係が成立するため、抵抗Ｒ１が低下すると電流一定制御のとき電圧Ｖも低下し、主電極−炉底電極間はもとより炉本体側にも電流が流れ難くなる。
Ｉ  ＝  Ｖ／Ｒ                          …（１）
言い換えると、プラズマ溶融炉の等価回路から、下記式（２）の関係が成立するため、前記抵抗Ｒ１の低下により、相対的にＲ２が上昇して炉本体側に電流が流れ難くなるものである。
Ｉ２  ＝  ｛Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）}Ｉ        …（２）
従って、主電極１４の下降によりサイド電流の発生を抑制することが可能となる。これにより、サイド電流が発生した場合においても、上記した制御を行なうことにより容易に消失させることができ、炉本体の損傷を防止することができ、かつ円滑な炉の運転が可能となる。
【００３５】
また、本実施例４の別の形態として、サイド電流の発生が検知された時に、被溶融物の炉内への投入を停止し、保温運転をすることにより抵抗Ｒ１を低下させ、電圧を下げてサイド電流を消失させることもできる。このとき、前記電圧の下降値は100Ｖ程度であることが好適である。
これは、上記した原理と同様に、前記式（１）若しくは（２）により炉本体側への電流を流れ難くし、サイド電流を抑制するものである。これにより、上記実施例と同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本実施形態において、実施例１乃至４に示した運転制御方法を二以上組み合わせて用いることも可能である。例えば、主電極を上昇させて炉内温度を高くするとともに、パージガス流量を下げて部分的な温度上昇も同時に達成させ、付着物の融解除去を促進させる方法などが適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施例１に係るプラズマ溶融炉の全体構成図である。
【図２】図１のプラズマ溶融炉の運転制御方法を示すフロー図である。
【図３】本発明の実施例２に係るプラズマ溶融炉の全体構成図である。
【図４】本実施例２における清掃装置を示す側面図である。
【図５】図３に示した清掃装置の別の実施例を示す拡大側断面図（ａ）、拡大平断面図（ｂ）である。
【図６】本発明の実施例３に係るプラズマ溶融炉の全体構成図である。
【図７】本発明の実施例４に係るプラズマ溶融炉の模式図である。
【図８】図７に示したプラズマ溶融炉における等価回路を示す回路図である。
【図９】図７のプラズマ溶融炉の運転制御方法を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０    プラズマ溶融炉
１１    炉本体
１４    主電極
１５    炉底電極
１６    直流電源
１９    電極昇降装置
２１    環状絶縁体
２２    電流計
２３    温度検出計
２５    清掃装置
２７    移動機構
３０    絶縁物
５０    制御装置
【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】
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【図８】
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【図９】
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