(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融炉の底部に配設された環状の導電体と、
前記環状の導電体の上面に等間隔で配置され、前記導電体の中心に向けて延設された３つの導電突起と、
前記導電突起に当接可能に配設された３本の電極と、
を備え、
前記３本の電極を前記導電突起に当接させた状態で焼却灰が前記溶融炉に投入されることを特徴とする電気抵抗式溶融炉。
【請求項２】
溶融炉内の温度が所定温度以上になった場合に、前記電極を前記導電突起から離間させることを特徴とする請求項１記載の電気抵抗式溶融炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般廃棄物や産業廃棄物を焼却処理した際に発生する焼却灰を溶融処理するための電気抵抗式溶融炉の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
一般廃棄物や産業廃棄物を１０００℃程度で焼却した焼却灰には、環境的、人畜的に有害な物質および金属が含有されており、これらの有害物質、例えばＰＣＢ、ダイオキシン、鉛、カドミウム等の無公害化にする手段は、通常の石化燃料を使用した焼却炉では解決不可能である。この焼却灰をそのまま埋立地へ廃棄すれば、水質汚染や土質汚染が起きるのは当然であり、しかも最近はｐＨ３にもなる酸性雨によって、上記金属類は溶出し飲料水等に深刻な影響を与えてしまう。
【０００３】
従来、この問題を解決するために、焼却灰を溶融処理して有害物質を無害化する方法が種々提案されている。これに使用される炉は、炉内に存在する酸素を極力少なくする必要があるために、大量の空気を燃焼させる油・ガスを使用する炉は使用できず、従って電気炉を使用する。電気炉には高周波炉のようなものがあるが、これによって大容量の空間を作ることは困難であり、また、電気アーク炉は溶融メタルと黒鉛電極との間にアークを発生させて、その熱によって溶融物を生成するものであるが、３０００℃以上の高温によって炉の破損や電極の消耗が激しく、且つ電力も膨大に必要とするので望ましくない。本方法を行うのに最も望ましい電気炉は、炉が実質的に密閉されて空気の流入が少ない、無機質溶融体自体へ電気抵抗を利用して発熱させて炉内温度を保つ電気抵抗式溶融炉が必須である。
【０００４】
この電気抵抗式溶融炉の基本特許は、特許第１３３４７９１号（特公昭６０−５６９６３号公報）に提案されており、これを図  により説明する。溶融炉１０１の天井部１０２には、三相交流に接続される三つの黒鉛電極１０３が天井部２を貫通して昇降可能に配設されている。また、天井部１０２には、焼却灰１０４を挿入するシュート１０５、燃焼空気を供給する空気口１０６および排気口１０７が設けられ、空気口１０６には空気量を調節する調節弁１０８が設けられている。また、溶融炉１０１の下部には金属溶融体１０９の出湯口１１０が設けられている。
【０００５】
先端を金属溶融体１０９中に埋没させた電極３に通電し、金属溶融体１０９を抵抗体とするジュール熱により金属溶融体１０９の融解温度より高い１４００〜１５００℃程度に加熱する。焼却灰１０４は、シュート１０５から金属溶融体１０９の液面全域に供給される。供給された焼却灰１０４は、金属溶融体１０９の液面と接する部位から順次溶融され、溶融の際に発生する少量の排ガスは排気口１０７から排出される。焼却灰１０４が溶融されることにより焼却灰に含まれる金属分は溶融メタル層として底部に溜まり、その上に焼却灰の無機質溶融体が分離してガラス層を形成する。溶融メタルおよび無機質溶融体は順次、出湯口１１０から取り出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電気抵抗式溶融炉においては、溶融処理を実施する初期段階で、溶融炉１０１の底部の電極１０３の回りに鉄屑や銅屑を密に充填し、黒鉛電極１０３に通電して金属溶融体１０９を形成する必要がある。しかしながら、上記従来の電気抵抗式溶融炉においては、常に、３本の電極１０３が平面視で三角形状に等間隔で配置され、電流は各電極間の最短距離で流れるため、電極間の発熱温度だけが高くなり、金属溶融体１０９の温度がなかなか上昇せず、各電極間の温度と同等になるには相当の時間が必要になり、そのため、不必要な電力が消費されると共に、溶融炉内での無機質溶融体の排出に時間がかかり効率が悪いという問題を有している。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題を解決するものであって、短時間で溶融炉の内部温度を上昇させることができる電気抵抗式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】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の電気抵抗式溶融炉は、溶融炉の底部に配設された環状の導電体と、前記環状の導電体の上面に等間隔で配置され、前記導電体の中心に向けて延設された３つの導電突起と、前記導電突起に当接可能に配設された３本の電極と、を備え、前記３本の電極を前記導電突起に当接させた状態で焼却灰が前記溶融炉に投入されることを特徴とする。
以上
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の電気抵抗式溶融炉の１実施形態を示し、図１（Ａ）は図１（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿って矢印方向に見た縦断面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って矢印方向に見た断面図、図１（Ｃ）は導電体の斜視図である。
【００１０】
溶融炉１は円形状に構成されており、その底部２には、カーボン素材からなる円形環状の導電体３が配設されている。導電体３の上面には、等間隔で３つの導電突起３ａが導電体３の中心に向けて延設されている。溶融炉１には、３本の電極４、５、６が昇降可能に配設され、電極の先端は前記導電突起３ａに当接可能にされている。なお、７は溶融スラグの排出口である。
【００１１】
焼却灰１０の下部に在るメタル溶融体９は、焼却灰１０が溶融される以前に金属類の廃材を溶融したものであり、このメタル溶融体９の上面に焼却灰１０が投入され、溶融した焼却灰１０は、無害のガラス状になって外部に排出され、溶融炉１に投入された有無害の金属類は、溶融されて合金材となり外部に排出される。
【００１２】
上記構成からなる本発明の作用について説明する。３本の電極４、５、６を導電体３の導電突起３ａに当接させて、３本の電極４、５、６間に電圧を印加すると、導電体３に電流が流れるようになり導電体３が発熱し、溶融炉１の底部だけが早く高温になる。従って、短時間で溶融炉１内の温度が均一に上昇し、溶融スラグを短時間で溶融させることができる。溶融炉１内の温度が所定の温度になれば、電極４、５、６を上昇させて導電突起３ａより離間させ、導電体３への通電を止めて焼却灰１０の溶融をすることができる。
以上
【００１３】
図２は、本発明の電気抵抗式溶融炉の他の実施形態を示す平面図である。本実施形態においては、溶融炉１および導電体３の形状を矩形状とし、導電体３の上面には、等間隔で３つの導電突起３ａが導電体３の中心に向けて延設されている。
【００１４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、短時間で溶融炉内の温度を均一に上昇させることができ、かつ、所定温度に上昇後は導電体に通電しなくても溶融炉内の温度を通常の電極通電で溶融することができ、電力消費量を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気抵抗式溶融炉の１実施形態を示し、図１（Ａ）は図１（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿って矢印方向に見た縦断面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って矢印方向に見た断面図、図１（Ｃ）は導電体の斜視図である。
【図２】本発明の電気抵抗式溶融炉の他の実施形態を示す平面図である。
【図３】従来の電気抵抗式溶融炉の断面図である。
【符号の説明】
１…溶融炉
２…底部
３…導電体
３ａ…導電突起
４、５、６…電極
【図１】
0004467769.tif 000002
【図２】
0004467769.tif 000003
【図３】
0004467769.tif 000004