(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を加熱溶融する炉体と、
炉体に形成され、廃棄物を加熱溶融する工程の繰り返しにより、溶湯がその成分の比重差により上下に分離され、その湯面の上昇により上層の溶湯を排出可能な出滓口と、
炉体外部に設けられて、炉体内部の溶湯を排出する出湯装置と、
出湯装置内の溶湯を加熱可能な加熱手段と、
加熱手段を制御して出湯装置内の溶湯を加熱状態と非加熱状態に選択的に切り換える制御手段とを備えた溶融炉において、
出湯装置は、炉体内部の炉底側に貫装連結されて略水平方向に配置された第１の管と、第１の管に略垂直方向に向けて連接され、所定の高さに開口を有する第２の管と、第１の管に延長して略水平方向に向けて連接され、開口を有する第３の管とを有し、第１、第２の管により、炉体側の上下各層の溶湯の比重及び各層の厚さに応じて炉体内部の溶湯から下層の溶湯を炉体外部に誘導して排出可能な下層の溶湯排出口が構成され、第１、第３の管により、炉体内部の溶湯を炉体外部に誘導してその全量を出湯可能な出湯口が構成されて、
出滓口から上層の溶湯をオーバーフローにより排出する一方、炉体内部から下層の溶湯排出口へ誘導された下層の溶湯を連続的又は間欠的に加熱することにより排出し、
炉体内部から出湯口へ誘導された溶湯を加熱又は非加熱により流動化又は固化することにより、出湯口を開閉し、炉体内部の溶湯量を調節することを特徴とする溶融炉。
【請求項２】
廃棄物に、医療用器具、一般廃棄物、汚染土壌を含む請求項１に記載の溶融炉。
【請求項３】
所定の高さは、炉体側の上層の溶湯取出レベルに対して下がった位置に設定され、所定の高さをｈ３、炉体内部の上層の溶湯の比重をγ１、その層の厚さをｈ１、下層の溶湯の比重をγ２、その層の厚さをｈ２とした場合、次式
（γ１×ｈ１）＋（γ２×ｈ２）＝γ２×ｈ３
から算出される請求項１又２に記載の溶融炉。
【請求項４】
出湯口に、出湯口内の溶湯が非加熱状態で固化可能に、所定の長さ又は所定の内径が設定される請求項１乃至３のいずれかに記載の溶融炉。
【請求項５】
出湯口に挿通可能な突き部材とその駆動機構とを併設する請求項１乃至４のいずれかに記載の溶融炉。
【請求項６】
出湯口を開閉可能な蓋部材とその駆動機構とを併設する請求項１乃至５のいずれかに記載の溶融炉。
【請求項７】
下層の溶湯排出口及び／又は出湯口の管は導電体により形成され、加熱手段に、下層の溶湯排出口及び／又は出湯口の管を誘導加熱する手段を備える請求項１乃至６のいずれかに記載の溶融炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、使用済みの医療用器具、一般廃棄物、汚染土壌の処分に使用する溶融炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、所謂一般ごみの他に、使用済みの医療用器具や一般廃棄物の排出量が増大し、また、汚染土壌が増えている。医療用器具は、主なものとして薬品の投与に使用する注射器、点滴用の容器と針、手術用の手袋やマスク、処置用の脱脂綿やテープなどがあり、金属と非金属が混在する廃棄物である。一般廃棄物は所謂産業廃棄物で、例えばコンクリートの塊の中に鉄筋や鉄骨が入ったままの建築廃材などがあり、この種の廃棄物の場合も金属と非金属が混在されていることが多い。汚染土壌は、廃棄物処理場や工場からの排出物が原因でその施設内又はその周辺の土壌が汚染されたもので、ダイオキシン汚染はその代表例である。また、廃棄物処理場の焼却炉内部に耐火材として用いられるレンガなどもまた、汚染土壌と同種の汚染部品として考える必要がある。これらの廃棄物は一般ごみと異なり焼却処理できないものが多いため、その最終処分がなお一層難しくなっている。現在、これらの廃棄物の処分に有効な手段は見当たらず、不法に投棄されたり、放置されたり、その処分をめぐって深刻な問題が多発しているところである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような使用済みの医療用器具、一般廃棄物、汚染土壌などの廃棄物を処分するうえで、次のような問題がある。
（１）これらの廃棄物は焼却処理できないものが多いため、その減容化が難しい。（２）金属類、プラスチック類などの不燃性の廃棄物や、紙類などの可燃性の廃棄物が混在されていて、分別が容易でない。なお、これらの廃棄物は少なくとも金属と非金属に分別できれば、資源として再利用することができるものが多いので、金属と非金属に分別できることが望ましい。
（３）特に、使用済みの医療用器具の場合、感染性の病気を持つ患者の血液が付着されている場合があり、取り扱いを誤ると感染の恐れがあり、その処分上、十分な注意が要求される。また資源として再利用する場合、さらに無害化することが必要である。
（４）特に、汚染土壌の場合、その汚染物質による人体への影響が危惧されていて、その処分に当たり、十分な注意が要求される。また資源として再利用する場合、さらに無害化しておくことが必要である。
本発明は、このような従来の問題を解決し、使用済みの医療用器具、一般廃棄物、汚染土壌などの廃棄物を減容化するとともに、これらの廃棄物を予め金属と非金属に分別することなしに金属と非金属に分けて、さらに有害物を確実に無害化して再資源化を図ることができ、併せてその処理上、安全性を確保することのできる溶融炉を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の溶融炉は、廃棄物を加熱溶融する炉体と、炉体に形成され、廃棄物を加熱溶融する工程の繰り返しにより、溶湯がその成分の比重差により上下に分離され、その湯面の上昇により上層の溶湯を排出可能な出滓口と、炉体外部に設けられて、炉体内部の溶湯を排出する出湯装置と、出湯装置内の溶湯を加熱可能な加熱手段と、加熱手段を制御して出湯装置内の溶湯を加熱状態と非加熱状態に選択的に切り換える制御手段とを備えた溶融炉において、出湯装置は、炉体内部の炉底側に貫装連結されて略水平方向に配置された第１の管と、第１の管に略垂直方向に向けて連接され、所定の高さに開口を有する第２の管と、第１の管に延長して略水平方向に向けて連接され、開口を有する第３の管とを有し、第１、第２の管により、炉体側の上下各層の溶湯の比重及び各層の厚さに応じて炉体内部の溶湯から下層の溶湯を炉体外部に誘導して排出可能な下層の溶湯排出口が構成され、第１、第３の管により、炉体内部の溶湯を炉体外部に誘導してその全量を出湯可能な出湯口が構成されて、出滓口から上層の溶湯をオーバーフローにより排出する一方、炉体内部から下層の溶湯排出口へ誘導された下層の溶湯を連続的又は間欠的に加熱することにより排出し、炉体内部から出湯口へ誘導された溶湯を加熱又は非加熱により流動化又は固化することにより、出湯口を開閉し、炉体内部の溶湯量を調節するものである。
本発明はまた、次のように具体化される。
第１に、廃棄物に、医療用器具、一般廃棄物、汚染土壌を含む。
第２に、所定の高さは、炉体側の上層の溶湯取出レベルに対して下がった位置に設定され、所定の高さをｈ３、炉体内部の上層の溶湯の比重をγ１、その層の厚さをｈ１、下層の溶湯の比重をγ２、その層の厚さをｈ２とした場合、次式
（γ１×ｈ１）＋（γ２×ｈ２）＝γ２×ｈ３
から算出される。
第３に、出湯口に、出湯口内の溶湯が非加熱状態で固化可能に、所定の長さ又は所定の内径が設定される。
第４に、出湯口に挿通可能な突き部材とその駆動機構とを併設する。
第５に、出湯口を開閉可能な蓋部材とその駆動機構とを併設する。
第６に、下層の溶湯排出口及び／又は出湯口の管は導電体により形成され、加熱手段に、下層の溶湯排出口及び／又は出湯口の管を誘導加熱する手段を備える。
この構成から、医療用器具、一般廃棄物、汚染土壌などの廃棄物が炉体内部へ投入され、加熱溶融される工程の繰り返しにより、溶湯がその成分の比重差により上下に分離されながら湯面を上昇し、炉体に形成された出滓口から上層の溶湯がオーバーフローにより取出される。一方、炉体内部で下層の溶湯が漸次増加され、これが炉体側の上下各層の溶湯の比重及び各層の厚さに応じて炉体外部の下層の溶湯排出口へ誘導される。この溶湯排出口内の溶湯を加熱手段により連続的に加熱すると、この溶湯は溶湯排出口を上昇している間に固化することがなく、溶湯排出口を所定の高さまで上昇されて、その増加分だけがオーバーフローにより確実、かつ円滑に滴下される。また、この溶湯排出口内の溶湯を加熱手段により間欠的に加熱する場合、この溶湯は加熱と加熱の間、つまり非加熱の間に固化されていて、この溶湯排出口は閉止されるため、炉体内部で漸次増加される下層の溶湯が累積的に増加される。このような状態から下層の溶湯排出口の溶湯が加熱手段により加熱されると、これが流動化され、炉体内部で累積増加された分の下層の溶湯が下層の溶湯排出口に誘導されて、これらの溶湯が連続して、溶湯排出口を所定の高さへ上昇され、オーバーフローにより流出される。
したがって、医療用器具、一般廃棄物、汚染土壌などの廃棄物は廃棄物に混入している軽い非金属類が炉体内部の上に溶融スラグの層になって、重い金属類が炉体内部の下に溶融メタルの層になって上下に分離され、溶融スラグは炉体の出滓口から排出され、溶融メタルは炉体の下層の溶湯排出口から排出されて、両者が分離処理される。なお、この分離処理後、溶融スラグ、溶融メタルは冷却され、再資源化の工程に移行される。
このようにして、使用済みの医療用器具、一般廃棄物、汚染土壌などの廃棄物を炉体内部に投入して加熱溶融するので、これらの廃棄物を最大限減容化してその処分を容易にすることができる。また、これらの廃棄物を金属と非金属に分別することなしに炉体へ投入して加熱溶融しても、その溶湯を炉体の出滓口と下層の溶湯排出口から溶融スラグと溶融メタルに分けて排出するので、廃棄物を金属と非金属に分けて減容化することができる。また、これらの廃棄物を炉体内部で加熱溶融するので、廃棄物に有害物が含まれていても、有害物を確実に無害化して再資源化することができ、さらにその処理上、安全性を確保することができる。
また、この溶融炉の場合、炉体側の溶湯から、漸次溶融する下層の溶融メタルを増加するごとに又は累積的に増加させるごとに、確実かつ円滑に、さらに効率的に排出することができ、上層に一定量の溶融スラグを保持することができる。
また、下層の溶湯排出口を誘導加熱して溶湯を加熱するので、下層の溶湯排出口の溶湯を確実に流動化することができ、漸次増加する下層の溶融メタルを確実かつ円滑に、さらに効率的に排出することができる。
また、この構成から、医療用器具、一般廃棄物、汚染土壌などの廃棄物が炉体内部へ投入され、加熱溶融される工程の繰り返しにより、溶湯がその成分の比重差により上下に分離されながら湯面を上昇し、炉体に形成された出滓口から上層の溶湯がオーバーフローにより取出される。一方、炉体内部の溶湯は出湯口に誘導され、これが加熱手段により加熱されると、溶湯の流動化により出湯口は開通されて、この出湯口を通じて炉体内部の溶湯が確実かつ円滑に、さらに効率的に抜き出される。また、出湯口の溶湯が加熱手段で加熱されない（非加熱にされる）と、溶湯の固化により出湯口は確実に閉止され、出湯が止められる。
したがって、特別な閉止部材を用いることなしに、必要に応じて出湯口を開閉することができ、廃棄物の溶湯を全量又は下層の溶融メタルを必要な量だけ排出することができる。
また、出湯口を開通する場合に、その途中に溶湯の固化層などの付着物があっても、突き部材の突き動作により溶湯の固化層を突き破り、出湯口を有効に穿通することができる。したがって、廃棄物の溶湯を全量又は必要な量だけ確実に排出することができる。
さらに、出湯口を蓋部材で開閉可能に塞ぐので、出湯口から溶湯の漏洩を確実に防止して安全性を高めることができる。
さらに、出湯口を誘導加熱して溶湯を加熱するので、出湯口の溶湯を確実に流動化することができ、炉体内部の溶湯を確実かつ円滑に、さらに効率的に排出することができる。
さらに、出湯に際し、炉体内部から出湯口を通じて抜き出された溶湯を炉体外部において下層の溶湯排出口と共通の位置で排出処理することができ、溶湯を効率的に排出することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。図１乃至図３は本発明の第１の実施の形態における溶融炉を示し、図１はその断面図であり、図２はその平面図であり、図３はその要部拡大断面図である。
（実施の形態１）
図１、図２において、溶融炉１はプラズマ方式の電気炉として構成され、電極（負極側）３を設置された炉体２と、電極（正極側）４を垂下された天壁５とを備える。炉体２には、その周壁２０に炉底２１から所定の高さに溶湯の出滓口２２が形成されている。この溶融炉１の運転により、炉体２内部で使用済みの医療用器具、一般廃棄物、汚染土壌などの廃棄物が加熱溶融され、その溶湯の湯面が上昇されて、この出滓口２２からオーバーフローすることにより、溶湯６上層の溶融スラグ６１が連続滴下により取出される。
【０００８】
炉体２の周壁２０にはまた、出滓口２２とは別に、出湯装置１０が設けられている。この出湯装置１０の場合、炉体２内部の溶融メタル６２を連続的に排出するための下層の溶湯排出口１０１と、炉体２内部の全量の溶湯を抜き出すための出湯口１０２とを一体に備えた構造になっている。
【０００９】
図３に示すように、出湯装置１０は、炉体２外部に形成され、第１、第２、第３の管１１、１２、１３と、これらを加熱する加熱装置１９とを備える。第１、第２、第３の管１１、１２、１３は黒鉛等の導電性材料を添加された耐火物により略中空円筒状に形成されている。なお、これらの管１１、１２、１３は、Aｌ２、О３、Ｃその他の成分を含み、発熱体としての機能を備えるとともに溶湯の高熱（１３５０℃〜１６００℃）に対して長期間の使用に耐え得る処理が施されている。第１の管１１は、一端が炉体２の周壁２０下部から炉体２内部の炉底２１に貫装連結されて、略水平方向に配置されている。第２の管１２は、第１の管１１の他端に略垂直方向に向けて一体に連接され、連通されている。この第２の管１２には、その所定の高さに開口１２０が形成されている。第３の管１３は、第１の管１１の第２の管が交差する他端に延長して水平方向に向けて一体に連接され、連通されている。この第３の管１３の先端に開口１３０が形成されている。なお、第１の管１１と第３の管１３は第１の管１１として一体化してもよい。この場合、この第１の管１１の中間に第２の管１２が略直交方向に向けて連接される。
【００１０】
この出湯装置１０の第１、第２の管１１、１２の略L字形をなす部分に下層の溶湯排出口１０１が構成されている。すなわち、下層の溶湯排出口１０１は、炉体２に連結され、略水平方向に配置された第１の管１１と、第１の管１１に略垂直方向に向けて連接された第２の管１２とにより、略Ｌ字形に形成されて、炉体２に連結された一端（連結端）に対して他端が上方に配置され、その所定の高さに開口１２０が設けられている。ここでいう所定の高さは、炉体２側の上層の溶湯取出レベル（出滓口２２レベル）に対して若干下がった位置に設定されていて、図１に示すように、この所定の高さをｈ３、炉体２内部の上層の溶湯６（溶融スラグ６１）の比重をγ１、その層の厚さをｈ１、下層の溶湯６（溶融メタル６２）の比重をγ２、その層の厚さをｈ２とした場合、次式から算出される。
（γ１×ｈ１）＋（γ２×ｈ２）＝γ２×ｈ３
なお、ここでは第２の管１２の最上部に開口１２０が設けられているが、設計上の必要から、第２の管１２の全高が延ばされた場合は、第２の管１２の中間（既述の所定の高さ）に開口１２０が形成される。
このようにして、炉体２側の上下各層の溶湯６の比重及び各層の厚さに応じて炉体２内部の溶湯６から下層の溶融メタル６２を炉体２外部の下層の溶湯排出口１０１へ誘導し、漸次増加する溶融メタル６２を連続的に排出可能にしている。
【００１１】
また、図３において、出湯装置１０の第１、第３の管１１、１３の略直線形をなす部分に出湯口１０２が構成されている。すなわち、出湯口１０２は、炉体２に連結され、略水平方向に配置された第１の管１１と、第１の管１１に略水平方向に向けて連接された第３の管１３とにより、略直線形に形成されて、炉体２に連結された一端（連結端）と同じ高さに他端が配置され、その他端に開口１３０が設けられている。このようにして炉体２内部の溶湯６を炉体２外部の出湯口１０２へ誘導し、その全量を排出可能にしている。なお、第１、第３の管１１、１３の全長に所定の長さが設定され、第１、第３の管１１、１３を加熱しない状態で、炉体２内部から第１の管１１へ誘導された溶湯が第３の管１３の開口１３０に達する前に固化可能になっている。また、第１、第３の管１１、１３の全長に所定の長さを設定するのに代えて、第３の管１３の内径に第１の管１１の内径と異なる小さい寸法を設定することにより、同じ機能を持たせてもよい。
【００１２】
なお、この出湯口１０２には、安全性の向上を図るため、蓋部材１５とその駆動機構、さらに補助装置として開口装置１８が併設されている。蓋部材１５は耐火物により形成されていて、出湯口１０２の開口１３０を開閉可能な栓構造になっている。その駆動機構は、ここでは特に図示していないが、蓋部材１５を保持して進退駆動する手段と蓋部材を旋回駆動する手段とを具備し、蓋部材１５が出湯口１０２の開口１３０に抜き差し可能に、さらに出湯口１０２の開口１３０に対向する位置と出湯口１０２から離れた位置（溶湯の排出に邪魔にならない位置）との間を移動可能に構成されている。また、開口装置１８は、第３の管１３内に挿通可能な突き棒１８１とこれを進退駆動する駆動機構（例えばシリンダ）１８２とを具備し、第３の管１３内、特に開口１３０付近に固化層が発生した場合に、これを突き破り、除去可能になっている。
【００１３】
これら下層の溶湯排出口１０１、出湯口１０２に加熱装置１９を巻装され、下層の溶湯排出口１０１及び出湯口１０２に誘導する溶湯６を加熱できるようにしている。ここで加熱装置１９に、溶湯６を直接加熱するのではなく、第１、第２、第３の管１１、１２、１３自体を発熱させる間接誘導加熱方式を採用し、図示されない交流電源に接続した複数の加熱コイル１９０が用いられる。なお、この加熱コイル１９０を構成する導体に水冷銅管が使用されている。これらの加熱コイル１９０は第１、第２、第３の管１１、１２、１３の周囲に巻かれ、これら加熱コイル１９０の中に第１、第２、第３の管１１、１２、１３が配置されている。これらの加熱コイル１９０により、第１、第２、第３の管１１、１２、１３を１３５０℃〜１６００℃に加熱する。また、図１に示すように、溶融炉１に近接して、溶融炉１全体を制御する制御盤１４が設置されていて、この制御盤１４に加熱装置１９を制御して下層の溶湯排出口１０１及び出湯口１０２を加熱状態と非加熱状態に選択的に切り換える操作部１４１が併せて設けられている。この操作部１４１により、加熱装置１９の動作モードが選択設定される。この動作モードには下層の溶湯排出口１０１、すなわち第１、第２の管１１、１２に巻かれた各加熱コイル１９０を連続的に加熱する連続運転モード、間欠的に加熱する間欠運転モード、加熱を停止する停止モード、また出湯口１０２、すなわち第１、第３の管１１、１３に巻かれた各加熱コイル１９０を連続的に加熱する連続運転モード、間欠的に加熱する間欠運転モード、加熱を停止する停止モードなどがある。
【００１４】
なお、図１において、７は使用済みの医療用器具、一般廃棄物、汚染土壌などの廃棄物供給装置であり、溶融炉１の近傍に設置され、その供給口７１が炉体２の天壁５又は周壁２０に連結されている。この廃棄物供給装置７により一定量の廃棄物が炉体２内に連続投入可能である。また、特に図示していないが、炉体２の周囲で、出湯装置１０の第２の管１２の下方、第３の管１３の下方に溶湯排出設備が設置されていて、溶湯排出口１０１、出湯口１０２から排出された溶湯６が冷却され、再資源化の工程に移行される。
【００１５】
次に、この溶融炉１の出湯方式について図１及び図３、さらに図４乃至図７を用いて説明する。なお、この溶融炉１の運転に際して、出湯装置の出湯口１０２は、後述する溶湯の冷却固結物により閉止され、さらに先端開口１３０が蓋部材１５を差し込まれて閉塞されている（図３参照）。
【００１６】
図１、図２において、制御盤１４の制御に基いて、溶融炉１が運転される。廃棄物供給装置７から廃棄物（使用済みの医療用器具又は一般廃棄物又は汚染土壌）が連続的に炉体２内部に投入されると、廃棄物は徐々に加熱溶融されて、その溶湯６が上層の溶融スラグ６１と下層の溶融メタル６２とに分離されながら炉体２内部に貯えられ、湯面を徐々に上昇していく。溶湯６の湯面が出滓口２２まで上がり、オーバーフローすると、上層の溶湯６、すなわち溶融スラグ６１が出滓口２２から連続滴下により取出されていく。一方、この廃棄物の連続溶融とともに、溶融メタル６２が出湯装置１０の下層の溶湯排出口１０１（第１の管１１、第２の管１２）へ誘導されていく。
【００１７】
（加熱装置に連続運転モードを設定した場合）
この場合、溶融炉１の運転開始前又は運転開始と同時に、第１、第２の管１１、１２に巻かれた各加熱コイル１９０に加熱電流が流されていて、下層の溶湯排出口１０１は溶湯６の高熱と略同じ温度（１３５０℃〜１６００℃）に加熱維持されている。第１、第２の管１１、１２内の溶湯の有無に拘わらず、炉体２内部からこの溶湯排出口１０１へ誘導された溶融メタル６２は固化することなしに、第１、第２の管１１、１２内に円滑に進入していく。炉体２内部で溶融メタル６２層が漸次増加し、そのレベルが上昇していくとともに、炉体２内部から下層の溶融メタル６２が下層の溶湯排出口１０１の第１の管１１へ漸次流入し、第２の管１２を上昇していく。炉体２内部で溶湯６の湯面が出滓口２２レベルに上がり、第２の管１２の溶融メタル６２が開口１２０レベルに達して、両者が均衡する。図４に示すように、引き続き炉体２内部で溶融メタル６２が増加されると、これに応じて下層の溶湯排出口１０１の第２の管１２（開口１２０）から溶融メタル６２が連続的に滴下され、その下方の溶湯排出設備に入れられる。これにより炉体２内部の溶融メタル６２の量が調整される。なお、溶湯排出設備に導かれる溶融メタル６２には溶融炉１の運転開始時のみ、一時的に溶融スラグ６１が混入されるが、炉体２内部の上層の溶融スラグ６１が下層の溶融排出口１０１（の連結端）の上まで上がれば、それ以降、下層の溶湯排出口１０１の上部開口１２０から溶融スラグ６１の混入のない溶融メタル６２のみが連続して排出され、溶湯排出設備には溶融メタル６２のみが入れられていく。
【００１８】
なお、炉体２内部に溶湯が十分に溜まるまで、加熱装置１９に通電せず（つまり下層の溶湯排出口１０１を加熱せず）、溶融メタル６２が下層の溶湯排出口１０１の上部開口１２０よりも少し低い位置、例えば図１中、ｈ２付近まで上昇したところで、加熱装置１９を連続運転モードにより通電してもよい。このようにして第１、第２の管１１、１２が加熱されると、溶融メタル６２が炉体２内部の最下部より下層の溶湯排出口１０１の上部開口１２０まで導かれ、炉体２内部の溶融メタル６２の溶融増加とともに、上部開口１２０から連続的に滴下される。
【００１９】
また、下層の溶湯排出口１０１から溶融メタル６２を排出する間、第３の管１３の加熱コイル１９０は通電せず、冷却された状態になっている。このため、溶融メタル６２は第３の管１３へ流入するが、第３の管１３の中で急激な温度低下が発生し、冷却固結される。
【００２０】
（加熱装置に間欠運転モードを設定した場合）
この場合、炉体２内部に溶融メタル６２が十分に溜まり、例えば図１中、ｈ２付近まで上昇しても、第１、第２、第３の管１１、１２、１３の各加熱コイル１９０へ通電せず、第１、第２、第３の管１１、１２、１３を加熱しない。炉体２内部の溶融メタル６２は第１の管１１へ流入するが、第１、第２、第３の管１１、１２、１３が冷却されているので、溶融メタル６２は第１の管１１の中で固化し、下層の溶湯排出口１０１の上部開口１２０まで達しない。このため、炉体２内部の溶融メタル６２は図１中、ｈ２を超え、さらに累積的に増加していく。この間欠運転では、図５に示すように、例えば溶融メタル６２がｈ４に達した時点で第１、第２の管１１、１２の各加熱コイル１９０が通電される。第１、第２の管１１、１２が加熱されると、下層の溶湯排出口１０１内に固化された溶融メタル６２が流動化されるとともに、炉体２内部最下部から溶融メタル６２が下層の溶湯排出口１０１へ誘導されて、これらの溶融メタル６２が下層の溶湯排出口１０１の上部開口１２０まで導かれ、オーバーフローにより連続して排出される。このとき、炉体２内部の溶融メタル６２は図５中、ｈ５の範囲だけ排出される。この溶融メタル６２の排出時点で第１、第２の管１１、１２の各加熱コイル１９０の通電が止められ、炉体２内部の溶融メタル６２の流出が停止される。この工程が繰り返され、一回の工程ごとに炉体２内部に累積的に増加された溶融メタル６２が一度にまとめて排出される。
【００２１】
また、炉底２１に用いている耐火物の点検や補修を行うなど溶融炉１のメンテナンスを実施するため、炉体２から全量の溶湯６を排出する場合、図６に示すように、第１、第２の管１１、１２の各加熱コイル１９０に加えて、第３の管１３の加熱コイル１９０が通電され、第１、第２、第３の管１１、１２、１３が加熱されて、これらの管１１、１２、１３の中の溶融メタル６２が流動化される。出湯口１０２先端の開口１３０から蓋部材１５がその駆動機構により抜き取られ、その開口１３０が開かれる。この出湯口１０２を通じ、第１、第２、第３の管１１、１２、１３内の溶湯に続いて、炉体２内部の全量の溶湯６が固化することなしに、円滑に排出される。
【００２２】
なお、出湯口１０２に差し込まれた蓋部材１５により開口１３０付近に固化したメタルが溶融しない場合、蓋部材１５が抜き取られた後、図７に示すように、突き棒１８１がその駆動機構１８２により第３の管１３内へ挿入され、固化したメタルが突き破られる。突き棒１８１が抜き外されると、出湯口１０２が開口され、溶湯６が排出される。
【００２３】
このように上記第１の実施の形態によれば、使用済みの医療用器具、一般廃棄物、汚染土壌などの廃棄物を炉体２内部に投入して加熱溶融するので、これらの廃棄物を最大限減容化してその処分を容易にすることができる。また、これらの廃棄物を金属と非金属に分別することなしに炉体２へ投入して加熱溶融し、その溶湯６を炉体２の出滓口２２と下層の溶湯排出口１０１から溶融スラグ６１と溶融メタル６２に分けて排出するので、廃棄物を金属と非金属に分けて減容化することができる。また、これらの廃棄物を炉体２内部で加熱溶融するので、廃棄物に有害物が含まれていても、有害物を確実に無害化して再資源化することができ、併せてその処理上、安全性を確保することができる。
【００２４】
また、この溶融炉１の場合、炉体２外部に第１、第２の管１１、１２により略L字形に形成して、炉体２側の上下各層の溶湯６の比重及び各層の厚さに応じて炉体２内部の溶湯６から下層の溶湯６を炉体２外部に誘導し、排出する下層の溶湯排出口１０１を設けるとともに、この溶湯排出口１０１を誘導加熱する加熱装置１９を設け、溶融炉１の運転中、溶融スラグ６１を出滓口２２から取出する間、炉体２内部で漸次増加する溶融メタル６２を加熱装置１９の連続運転又は間欠運転により加熱して、溶融メタル６２が増加するごとに又は溶融メタルを累積的に増加させるごとに排出するようにしているので、炉体２内部の溶融メタル６２の量を調整して、溶融メタル６２上層に一定量の溶融スラグ６１を保持することができる。
【００２５】
さらに、廃棄物に金属類を多く含む場合に、加熱装置１９の連続運転により、下層の溶湯排出口１０１を連続的に加熱することにより、溶融メタル６２を増加するごとに連続的に排出して、溶融メタル６２を確実かつ円滑に、さらに効率的に排出することができる。反対に、廃棄物に金属類の含有量が少ない場合、加熱装置１９の間欠運転により、下層の溶湯排出口１０１を間欠的に加熱することにより、溶融メタル６２を累積的に増加させて排出することができ、溶融メタル６２を確実かつ円滑に、さらに効率的に排出することができる。しかも、この間欠運転の場合、加熱装置１９が間欠的に通電されるので、連続運転に比べて消費電力が大幅に少なく、さらに第１、第２の管１１、１２が高熱に長時間に亘って晒されることがないので、第１、第２の管１１、１２の寿命を伸長することができ、全体としてコストの低減を図ることができる。また、加熱装置１９の連続運転でも間欠運転でも、下層の溶湯排出口１０１を誘導加熱して溶湯６を加熱するので、下層の溶湯排出口１０１の溶湯６を有効に流動化することができ、漸次増加する下層の溶融メタル６２を確実かつ円滑に、さらに効率的に排出することができる。
【００２６】
また、炉体２外部に第１、第３の管１１、１３により略直線形に形成して、炉体２側の溶湯６を誘導、排出する出湯口１０２を設けるとともに、この出湯口１０２を誘導加熱する加熱装置１９を設け、出湯口１０２を加熱することにより、出湯口１０２内の溶湯６を流動化するようにしているので、出湯口１０２を自動開通して炉体２内部の全量の溶湯６を確実かつ円滑に、さらに効率的に排出することができる。この場合に、出湯口１０２を誘導加熱して溶湯６を加熱するので、出湯口１０２の溶湯６を確実に流動化することができ、炉体２内部の溶湯６を確実に排出することができる。また、炉底２１の点検、補修など溶融炉１のメンテナンスを行う場合に、炉体２内部の全量の溶湯６を短時間に排出することができる。さらに、この出湯口１０２を非加熱にすることにより冷却して、出湯口１０２内の溶湯６を積極的に固化させるようにしているので、出湯口１０２を溶湯６の固結物で閉止することができる。したがって、耐火物の特別な閉止部材を不要とすることができ、コストの低減を図ることができる。またさらに、この出湯口１０２の自動開閉により、溶湯６の出湯途中に出湯を中断することができ、溶融メタル６２を必要な量だけ取り出すこともできる。
【００２７】
また、出湯口１０２に突き棒１８１とその駆動機構１８２とを併設しているので、出湯口１０２を開放する場合に、出湯口１０２内部にメタルの固化層など溶湯の固結物があっても、これを突き棒１８１で突き破り、出湯口１０２を有効に穿通することができ、全量の溶湯６を確実に排出することができる。また、この出湯口１０２の場合、通常、先端の開口１３０を蓋部材１５で開閉可能に閉塞するので、溶湯６の漏洩を確実に防止して安全性の向上を図ることができる。
【００２８】
また、下層の溶湯排出口１０１と出湯口１０２とを、第１の管１１、第２の管１２、第３の管１３により（又は第１の管１１、第２の管１２により）一体的に構成しているので、部品点数を減少してコストの低減を図ることができるとともに、出湯に際し、炉体２内部から出湯口１０２を通じて抜き出された溶湯６を炉体２外部において下層の溶湯排出口１０１と共通の位置で排出処理することができ、溶湯６を効率的に排出することができる。
【００２９】
図８は本発明の第２の実施の形態における溶融炉に備えた出湯装置の要部拡大断面図である。
（実施の形態２）
第２の実施の形態では、第２の管の構成に第１の実施の形態と異なる部分があり、他の構成は第１の実施の形態と同じなので、ここでは第２の管の異なる部分について新たな説明を加え、他の部分については第１の実施の形態と同じ符号を付してその重複した説明を省略する。図８において、下層の溶湯排出口１０１の上部開口１２０に溶融メタル６２を所定の滴下位置へ案内する排出案内部２０１が設けられている。この排出案内部２０１は第２の管１２と同じ導電性を有する耐火物からなる第４の管２１４により形成され、第２の管１２の上部に所定の滴下位置に向けて、下方斜めに連接されている。この第４の管２１４の周囲にも加熱コイル１９０が巻かれ、第１、第２、第３の管１１、１２、１３と同様に制御盤１４により制御される。
【００３０】
この排出案内部２０１（第４の管２１４）は、下層の溶湯排出口１０１の第１、第２の管１１、１２とともに各加熱コイル１９０が通電されて加熱され、第２の管１２の開口１２０からオーバーフローにより排出された溶融メタル６２が、この案内排出部２０１を固化することなしに流れ、所定の滴下位置へ案内されて滴下される。このようにして、溶融メタル６２を炉体２の周囲任意の位置に設置した溶湯排出設備に確実に滴下することができる。
【００３１】
なお、上記第１、第２の実施の形態では、下層の溶湯排出口１０１と出湯口１０２とを第１、第２、第３の管１１、１２、１３により一体化しているが、下層の溶湯排出口１０１と出湯口１０２とをそれぞれ、別体の管で形成することができ、別体化しても上記実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。また、下層の排出口１０１又は出湯口１０２又はこれらを一体化した出湯装置１０（以下、出湯装置１０等と省略する。）と炉体２との連結位置を、炉体２の周壁２０下部又は底壁から任意に選定することができ、出湯装置１０等を溶融炉の周辺機器に干渉することなしに備えることができる。出湯装置１０等を炉体２の底壁に設ける場合は、略Ｌ字形又は略直線形をなす管体の一部が若干変形されることがある。
【００３２】
また、溶融炉１全体を組み立て式に構成し、その解体により運搬可能にすることにより、この溶融炉１を例えば汚染土壌の現場など、廃棄物が放置された現場へ移送し、組み立て設置することにより、汚染土壌などの廃棄物を効率良く減容化、無害化、再資源化することができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は、上記各実施の形態から明らかなように、使用済みの医療用器具、一般廃棄物、汚染土壌などの廃棄物を炉体内部に投入して加熱溶融するので、これらの廃棄物を最大限減容化してその処分を容易にすることができる。また、これらの廃棄物を予め金属と非金属に分別することなしに炉体へ投入して加熱溶融し、その溶湯を炉体の出滓口と下層の溶湯排出口から溶融スラグと溶融メタルに分けて排出するので、廃棄物を金属と非金属に分けて減容化することができる。また、これらの廃棄物を炉体内部で加熱溶融するので、廃棄物に有害物が含まれていても、有害物を確実に無害化して再資源化することができ、併せてその処理上、安全性を確保することができる。
【００３４】
また、この溶融炉の場合、炉体外部に下層の溶湯排出口とこの溶湯排出口の溶湯を加熱する加熱手段とを設け、溶湯排出口の溶湯を連続的又は間欠的に加熱して、炉体の出滓口から上層の溶湯がオーバーフローにより取出されている間に、炉体内部で漸次増加していく下層の溶湯を、下層の溶湯排出口へ誘導し、その所定の高さへ上昇させ、オーバーフローにより排出するので、例えば傾動式の溶融炉のように炉体を傾動させることがなく、溶融炉の運転中に漸次増加する溶融メタルを安全に、騒音や振動が発生することなしに排出して、常に溶融メタル層上に廃棄物の溶融に必要な一定量の溶融スラグを保持することができる。また、下層の溶湯排出口を誘導加熱して溶湯を加熱するので、下層の溶湯排出口の溶湯を有効に流動化することができ、漸次増加する下層の溶融メタルを確実に排出することができる。特に、廃棄物に金属類を多く含む場合、加熱装置の連続運転により、下層の溶湯排出口を連続的に加熱することにより、溶融メタルを増加するごとに連続的に排出することができ、溶融メタルを確実かつ円滑に、さらに効率的に排出することができる。反対に、廃棄物に金属類の含有量が少ない場合、加熱装置の間欠運転により、下層の溶湯排出口を間欠的に加熱することにより、溶融メタルを累積的に増加させるごとに排出することができ、一度にある程度まとまった量の溶融メタルを確実かつ円滑に、さらに効率的に取り出すことができる。しかも、この間欠運転の場合、加熱手段を間欠的に通電するので、消費電力を低く抑えることができ、さらに下層の溶湯排出口を高熱に長時間に亘って晒すことがないので、下層の溶湯排出口の寿命を伸長することができ、全体としてコストの低減を図ることができる。
【００３５】
さらに、この溶融炉の場合、炉体外部に、出湯口とこの出湯口の溶湯を加熱する加熱手段を設け、出湯口を加熱することにより、出湯口内の溶湯を流動化するようにしているので、出湯口を自動開通して炉体内部の全量の溶湯を安全に、確実かつ円滑に、さらに効率的に排出することができる。また、出湯口を誘導加熱して溶湯を加熱するので、出湯口の溶湯を確実に流動化することができ、漸次増加する下層の溶融メタルを確実に排出することができる。したがって、炉底の点検、補修など溶融炉のメンテナンスを行う場合に、炉体内部の全量の溶湯を短時間に排出することができる。さらに、この出湯口を非加熱にすることにより冷却して、出湯口内の溶湯を積極的に固化させるようにしているので、出湯口を溶湯の固結物で自動閉止することができる。したがって、耐火物の特別な閉止部材やその駆動機構を不要とすることができ、コストの低減を図ることができる。またさらに、この出湯口の自動開閉により、溶湯の出湯途中に出湯を中断することができ、溶融メタルを必要な量だけ取り出すこともできる。
しかも、これら下層の溶湯排出口と出湯口とを、第１の管、第２の管、第３の管により（又は第１の管、第２の管により）一体的に構成しているので、部品点数を減少してコストの低減を図ることができるとともに、出湯に際し、炉体内部から出湯口を通じて抜き出された溶湯を炉体外部において下層の溶湯排出口と共通の位置で排出処理することができ、溶湯を効率的に排出することができる。
【００３６】
また、溶融炉全体として、炉体を傾動させることがないことから、集塵ダクト、廃棄物装入コンベア、スラグ排出カバーなど炉体の付帯設備の接続が容易になり、コストの低減と溶融炉全体の信頼性の向上を図ることができる。さらに、溶融炉の運転中に漸次増加する溶融メタルを排出する場合でも、また、炉体のメンテナンスなど必要に応じて炉内の全量の溶湯を排出する場合でも、従来の定置式の溶融炉と異なり、騒音、振動を伴う穴を穿つ作業や穴を塞ぐ作業を不要にしているので、溶湯を安全に、しかも容易かつ確実に排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における溶融炉の断面図
【図２】同溶融炉の平面図
【図３】同溶融炉に備えた下層の溶湯排出口及び出湯口の拡大断面図
【図４】同溶融炉の連続運転により下層の溶湯を排出する動作を示す断面図
【図５】同溶融炉の間欠運転により下層の溶湯を排出する動作を示す断面図
【図６】同溶融炉から全量の溶湯を排出する動作を示す断面図
【図７】同溶融炉から全量の溶湯を排出する際に、出湯口の開口付近に固化されたメタルを突き棒により突き破る動作を示す断面図
【図８】本発明の第２の実施の形態における溶融炉に備えた下層の溶湯排出口及び出湯口の拡大断面図
【符号の説明】
１  溶融炉
２  炉体
２０  周壁
２１  炉底
２２  出滓口
３  電極（負極側）
４  電極（正極側）
５  天壁
６  溶湯
６１  溶融スラグ
６２  溶融メタル
７  廃棄物供給装置
７１  供給口
１０  出湯装置
１０１  下層の溶湯排出口
１０２  出湯口
１１  第１の管
１２  第２の管
１２０  開口
１３  第３の管
１３０  開口
１５  蓋部材
１８  開口装置
１８１  突き棒（突き部材）
１８２  駆動機構
１９  加熱装置
１９０  加熱コイル
１４  制御盤
１４１  操作部
２０１  排出案内部
２１４  第４の管
【図１】
0003935695.tif 000002
【図２】
0003935695.tif 000003
【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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