(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定された内筒と、前記内筒と同一軸心回りに回転駆動自在な外筒とを設けるとともに、
前記内筒と前記外筒との間の環状空間に被処理物を蓄積する堆積部と、前記内筒に備える炉天井部と前記外筒に備える底部との間に前記堆積部から供給される被処理物を加熱溶融する主燃焼室と、前記主燃焼室に前記被処理物を供給する切出部と、前記底部に前記被処理物が溶融して生成した溶融スラグを排出するスラグ排出部とを設けて、
前記外筒の回転駆動により、前記堆積部に蓄積されている被処理物が回転移動するように構成してある廃棄物溶融炉において、
前記堆積部に挿入した状態で静止している回収機構を設けて、前記堆積部に挿入した回収機構と、前記外筒の回転駆動によって回転移動する被処理物との相対移動により、その被処理物に混入した線状金属を前記回収機構に絡み付かせて回収可能に構成してある廃棄物溶融炉。
【請求項２】
前記回収機構に、一本又は櫛歯状の針状体を設けてある請求項１に記載の廃棄物溶融炉。
【請求項３】
前記針状体が、少なくとも一対交差姿勢で保持される請求項２に記載の廃棄物溶融炉。
【請求項４】
前記針状体に、回収した線状金属の脱落を防止する脱落防止部を設けてある請求項２又は３の何れか一項に記載の廃棄物溶融炉。
【請求項５】
前記回収機構により回収した線状金属を除去する除去機構を設けた請求項１〜４の何れか一項に記載の廃棄物溶融炉。
【請求項６】
前記回収機構を前記堆積部に挿入した状態である作用姿勢と、前記回収機構を前記堆積部から離脱させた状態である非作用姿勢とを切替自在で、かつ、前記非作用姿勢において前記除去機構が作動するように構成してある請求項５に記載の廃棄物溶融炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定された内筒と、前記内筒と同一軸心回りに回転駆動自在な外筒とを設けるとともに、前記内筒と前記外筒との間の環状空間に被処理物を蓄積する堆積部と、前記内筒に備える炉天井部と前記外筒に備える底部との間に前記堆積部から供給される被処理物を加熱溶融する主燃焼室と、前記主燃焼室に前記被処理物を供給する切出部と、前記底部に前記被処理物が溶融して生成した溶融スラグを排出するスラグ排出部とを設けて、前記外筒の回転駆動により、前記堆積部に蓄積されている被処理物が回転移動するように構成してある廃棄物溶融炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、焼却炉から発生した焼却灰等の廃棄物は、廃棄物などの被処理物を溶融処理する廃棄物溶融炉により溶融スラグ化することによって減容化されていた。図４に示したように、前記廃棄物溶融炉１は、固定された内筒２と、前記内筒２と同一軸心回りに回転駆動自在な外筒７とを設け、前記内筒２に、前記内筒２と前記外筒７との間の環状空間を覆う環状天井部６を設け、前記環状空間に被処理物１５を蓄積する堆積部Ｓを設け、前記内筒２に備える炉天井部３と前記外筒７に備える底部８との間に、前記堆積部Ｓから供給される被処理物１５を加熱溶融する主燃焼室９を設け、さらに、前記底部８に前記被処理物１５が溶融して生成した溶融スラグＲを排出するスラグ排出部８ａを設けてある。
【０００３】
このような廃棄物溶融炉１に被処理物１５を供給する被処理物供給装置１２から被処理物１５を前記環状空間に投入し、前記堆積部Ｓに蓄積した被処理物１５を、前記外筒７の回転駆動による力と被処理物１５を供給する切出部である切出羽根１３とによって前記主燃焼室９に供給し、供給された被処理物１５の表面Ｆをバーナ４により加熱溶融して溶融スラグ化する。この時、前記被処理物１５中に溶融処理に適さない溶融不適廃棄物が混入していると、溶融されずに前記堆積部Ｓに留まるため、前記主燃焼室９への被処理物１５の供給の不安定化や前記堆積部Ｓの閉塞を招く等の不都合が生じる場合がある。このため、前記廃棄物溶融炉１に溶融処理に適する溶融適廃棄物のみを供給するために、焼却灰等の廃棄物を廃棄物溶融炉１により溶融処理する前の溶融前処理工程において、溶融適廃棄物と溶融不適廃棄物とに分別する必要がある。この溶融不適廃棄物には、例えば鉄缶類や針金等の金属廃棄物があり、このような金属廃棄物は、磁性金属においては磁選機等による磁力選別工程にて、また非磁性金属においては振動篩機等による粒度選別工程にてそれぞれ分別され、溶融処理するまでに除去されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記金属廃棄物である針金等の線状金属の内、磁性線状金属は、前記磁力選別工程にて選別処理する際には前記磁性線状金属の表面積が小さいために前記磁選機で磁力選別される割合（磁選率）が低かった。このため、磁性線状金属は前記磁力選別工程で十分に除去できなかった。一方、非磁性線状金属は、前記粒度選別工程にて選別処理する際には前記非磁性線状金属の断面積が小さいために前記振動篩機の篩が有する約３０ｍｍ程度の孔からのすりぬけが起こる虞があった。このため、前記非磁性線状金属においても前記粒度選別工程で十分に除去できなかった。尚、前記線状金属とは、針金等の線状の金属の他に、線状の金属が変形したもの、例えば、コイル状の金属も含まれる。
【０００５】
このように、前記線状金属が前記磁力選別工程や前記粒度選別工程といった溶融前処理工程で十分に除去されずに前記廃棄物溶融炉内の前記堆積部に混入すると、長時間経過後に前記切出羽根等の切出部や前記堆積部の表面をならすためのならし羽根等に絡み付く虞がある。この時、針金等の線状の金属だけでなく、コイル状の線状金属においても、前記堆積部で伸長して前記切出羽根等に絡み付き易くなる。特に前記切出部に前記線状金属が絡み付いた場合には、前記堆積部でブリッジが発生して前記堆積部が閉塞したり、被処理物の前記主燃焼室への供給が不安定になる虞があるという問題点があった。
【０００６】
従って、本発明の目的は、廃棄物溶融炉内の堆積部に混入した線状金属を回収可能な廃棄物溶融炉を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述したように、前記堆積部に混入した線状金属が長時間経過後に前記切出羽根等に絡み付く現象が経験により知られていたが、本発明者らは、このような絡み付き現象に着目して前記堆積部に混入した前記線状金属を回収するための方策を鋭意研究した結果、本発明に想到した。
【０００８】
〔構成１〕
即ち、上述した目的を達成するための本発明の特徴構成は、請求項１に記載したように、
固定された内筒と、前記内筒と同一軸心回りに回転駆動自在な外筒とを設けるとともに、前記内筒と前記外筒との間の環状空間に被処理物を蓄積する堆積部と、前記内筒に備える炉天井部と前記外筒に備える底部との間に前記堆積部から供給される被処理物を加熱溶融する主燃焼室と、前記主燃焼室に前記被処理物を供給する切出部と、前記底部に前記被処理物が溶融して生成した溶融スラグを排出するスラグ排出部とを設けて、前記外筒の回転駆動により、前記堆積部に蓄積されている被処理物が回転移動するように構成してある廃棄物溶融炉において、
前記堆積部に挿入した状態で静止している回収機構を設けて、前記堆積部に挿入した回収機構と、前記外筒の回転駆動によって回転移動する被処理物との相対移動により、その被処理物に混入した線状金属を前記回収機構に絡み付かせて回収可能に構成してある点にあり、その作用効果は以下の通りである。
【０００９】
〔作用効果１〕
つまり、堆積部に挿入した状態で静止している回収機構を設けて、堆積部に挿入した回収機構と、外筒の回転駆動によって回転移動する被処理物との相対移動により、その被処理物に混入した線状金属を回収機構に絡み付かせて回収可能に構成してあるので、前記回収機構が前記堆積部に挿入されている場合、前記回収機構は前記堆積部に蓄積した前記被処理物より常に前方向からの抵抗を受けていることになる。そして、前記堆積部に混入した線状金属が前記回収機構と接触すると、前記被処理物による前方向からの抵抗により一部の前記線状金属が記回収機構に絡み付くことになる。このように前記線状金属を前記回収機構に絡み付かせて回収することにより、前記堆積部に混入した前記線状金属が切出羽根等の前記切出部に絡み付く虞が減少するため、前記堆積部でブリッジが発生することによる前記堆積部の閉塞や、被処理物の前記主燃焼室への供給の不安定化の虞が減少し、前記被処理物を効率よく前記主燃焼室に供給することができる。
【００１０】
また、前記線状金属の回収は、堆積部に挿入した状態で静止している回収機構を設けて、堆積部に挿入した回収機構と、外筒の回転駆動によって回転移動する被処理物との相対移動を利用しているため、前記線状金属の回収のために特別な動力を必要としないという利点がある。
【００１１】
さらに、前記回収機構を含む前記線状金属回収部は、前記廃棄物溶融炉の組み込み装置として設置することができるため、省スペースで前記線状金属の回収を行うことができる。
【００１２】
〔構成２〕
また、この目的を達成するための本発明の特徴構成は、請求項２に記載したように、上記構成１において、
前記回収機構に、一本又は櫛歯状の針状体を設けた点にあり、その作用効果は以下の通りである。
【００１３】
〔作用効果２〕
つまり、前記回収機構に、一本又は櫛歯状の針状体が設けられていると、前記堆積部に混入した前記線状金属が前記針状体に絡み付き易くなるため、前記線状金属の回収効率が向上する。
【００１４】
〔構成３〕
また、この目的を達成するための本発明の特徴構成は、請求項３に記載したように、上記構成２において、
前記針状体が、少なくとも一対交差姿勢で保持される点にあり、その作用効果は以下の通りである。
【００１５】
〔作用効果３〕
つまり、前記針状体が、少なくとも一対交差姿勢で保持されると、少なくとも一対の前記針状体を、例えば十字状等のように交差した形態を有する構成とすることができる。このため、上述した構成２と比較して、前記堆積部に混入した前記線状金属を前記針状体により絡み付かせ易くなるため、前記線状金属の回収効率がさらに向上する。
【００１６】
〔構成４〕
また、この目的を達成するための本発明の特徴構成は、請求項４に記載したように、上記構成２又は３の何れかの構成において、
前記針状体に、回収した線状金属の脱落を防止する脱落防止部を設けた点にあり、その作用効果は以下の通りである。
【００１７】
〔作用効果４〕
つまり、前記針状体に、回収した線状金属の脱落を防止する脱落防止部を設けることにより、前記針状体に絡み付かせて回収した前記線状金属が前記針状体から離れ難くなるため、前記針状体が回収した前記線状金属を脱落防止可能に、あるいは、自然落下防止可能に保持する状態を維持し易くなる。これにより、前記線状金属の回収効率がさらに向上する。
【００１８】
〔構成５〕
また、この目的を達成するための本発明の特徴構成は、請求項５に記載したように、上記構成１〜４の何れかの構成において、
前記回収機構により回収した線状金属を除去する除去機構を設けた点にあり、その作用効果は以下の通りである。
【００１９】
〔作用効果５〕
つまり、前記回収機構により回収した線状金属を除去する除去機構を設けることにより、前記回収機構に絡み付いた前記線状金属を掻き取る等して前記回収機構から前記線状金属を除去することができる。このように前記除去機構を設けることにより、回収した線状金属の除去作業がを容易になると共に、前記線状金属が除去された前記回収機構で、再度、前記堆積部に混入した前記線状金属の回収を行うといった連続運転が可能となる。
【００２０】
〔構成６〕
さらに、この目的を達成するための本発明の特徴構成は、請求項６に記載したように、上記構成５において、
前記回収機構を前記堆積部に挿入した状態である作用姿勢と、前記回収機構を前記堆積部から離脱させた状態である非作用姿勢とを切替自在で、かつ、前記非作用姿勢において前記除去機構が作動するように構成した点にあり、その作用効果は以下の通りである。
【００２１】
〔作用効果６〕
つまり、前記回収機構を前記堆積部に挿入した状態である作用姿勢と、前記回収機構を前記堆積部から離脱させた状態である非作用姿勢とを切替自在とすることにより、前記回収機構を前記堆積部に挿入して前記線状金属を回収する姿勢である作用姿勢と、前記回収機構を前記堆積部から離脱させて前記線状金属の回収を中止する姿勢である非作用姿勢とを所望のタイミングで切替えることができる構成となる。このため、前記堆積部に混入した前記線状金属の回収、あるいは、回収の中止の選択を容易に行うことができる。
【００２２】
さらに、前記非作用姿勢において前記除去機構が作動するように構成してあると、前記回収機構により回収した線状金属の前記除去機構による除去作業を、前記回収機構を前記堆積部から離脱させた状態で行うことができる。上述したように、前記堆積部と前記回収機構とは相対的に回転しながら移動しているため、前記回収機構を前記堆積部に挿入した作用姿勢の状態では、前記線状金属が絡み付いた前記回収機構は、前記堆積部に蓄積した前記被処理物から常に前方向からの抵抗を受けながら接している状態であるが、前記回収機構を前記堆積部から離脱させた非作用姿勢の状態では、前記線状金属が絡み付いた前記回収機構が前記堆積部に蓄積した前記被処理物より前方向からの抵抗を受けながら接する状態から脱することができる。このため、前記除去作業を前記堆積部に蓄積した前記被処理物に妨げられることなく行うことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明するが、本発明は、これらによって限定されるものではない。尚、図面において従来例と同一の符号で表示した部分は同一又は相当の部分を示している。
【００２４】
本発明の廃棄物溶融炉の概略を図１に示す。
前記廃棄物溶融炉１は、固定された内筒２と前記内筒２と同一軸心回りに回転駆動自在な外筒７とを設け、前記内筒２に備える炉天井部３と前記外筒７に備える底部８との間に、後述の堆積部Ｓから供給される被処理物１５を加熱溶融する主燃焼室９を形成し、さらに、前記底部８に前記被処理物１５が溶融して生成した溶融スラグＲを排出するスラグ排出部８ａを設けてある。尚、上述した説明では前記内筒２を固定し、前記外筒７を回転駆動自在としたが、その逆の前記外筒７を固定し、前記内筒２を回転駆動自在としてもよく、前記内筒２と前記外筒７とが逆向きに回転する形態であってもよい。つまり、前記内筒２と前記外筒７とが、同一軸心回りに相対的に回転駆動自在に構成されてあればよい。
【００２５】
前記炉天井部３には、前記主燃焼室９内に一次空気を供給する空気ノズル５と、前記主燃焼室９内に燃料を供給して供給した燃料を燃焼させるバーナ４とが設けられており、燃料供給路１８を前記バーナ４に接続し、さらに空気供給路１９を前記バーナ４と前記空気ノズル５とにそれぞれ接続し、供給された燃料の燃焼熱により前記主燃焼室９内の空間が加熱され、その熱により前記被処理物１５の表面Ｆを加熱溶融させるように構成されている。
【００２６】
前記堆積部Ｓは、前記内筒２と前記外筒７との間の環状空間を経て前記主燃焼室９に供給される前記被処理物１５を前記底部８上に蓄積するように構成される。また、前記環状空間の上を覆い、かつ、前記内筒２に固設された環状天井部６に前記被処理物１５を前記環状空間内に投入する投入部１１を設け、さらに、前記投入部１１に前記被処理物１５を供給する被処理物供給装置１２を付設してある。このような構成により前記堆積部Ｓに蓄積された被処理物１５は、前記外筒７の回転駆動による力と前記内筒２の下端部に設けられた切出羽根１３等の切出部とによって、前記主燃焼室９に向けて掻き出されることにより供給される。
【００２７】
また、前記環状天井部６には、磁力選別工程や粒度選別工程といった溶融前処理工程で十分に除去されずに前記堆積部Ｓに混入した金属廃棄物である針金等の線状金属を回収するための線状金属回収部が設けられている。図２に示したように、前記線状金属回収部３０には、前記堆積部Ｓに混入した前記線状金属Ｋを絡み付かせることにより回収する回収機構３１が内装されている。前記回収機構３１には、前記線状金属Ｋを絡み付かせる部位の一例として水平に設けられた複数の櫛歯３３を有する針状体３２を設けることが可能である。また、前記針状体３２を有する前記回収機構３１は昇降自在に設けられているが、前記針状体３２のみを昇降自在に設けることも可能である。尚、前記櫛歯３３は、複数設けられることにより櫛歯状の形状を呈するのであるが、このような形態に限らず、前記線状金属Ｋを絡み付かせるものであれば適用可能である。
【００２８】
このような構成を有する前記回収機構３１を前記堆積部Ｓに挿入した状態、つまり、前記回収機構３１の一部である前記針状体３２を前記堆積部Ｓに挿入して前記線状金属Ｋを回収する姿勢である作用姿勢にすることにより、前記堆積部Ｓに混入した前記線状金属Ｋを絡み付かせて回収することができる。前記線状金属Ｋの回収の様子を以下に記載する。
【００２９】
前記外筒７は回転駆動することにより前記堆積部Ｓを回転させている。また、前記線状金属回収部３０は、固定された内筒２に固設されている前記環状天井部６に設けられているため、前記線状金属回収部３０自体は静止している。つまり、前記線状金属回収部３０に内装されている前記回収機構３１においても静止状態である。しかし、前記堆積部Ｓの回転により、前記回収機構３１と前記堆積部Ｓとは相対的に回転しながら移動していることになる。このような相対的な回転移動により、前記回収機構３１が前記堆積部Ｓに挿入されている（作用姿勢）場合、前記回収機構３１は前記堆積部Ｓに蓄積した前記被処理物１５より常に前方向からの抵抗を受けていることになる。そして、前記堆積部Ｓに混入した線状金属Ｋが前記回収機構３１と接触すると、前記被処理物１５による前方向からの抵抗により一部の線状金属Ｋが記回収機構３１に絡み付く。この時、上述したように、前記回収機構３１に前記針状体３２が設けられていると、前記堆積部Ｓに混入した前記線状金属Ｋが前記針状体３２に絡み付き易くなる。
【００３０】
尚、図２には、前記回収機構３１が作用姿勢にある時の様子を図示しているが、この作用姿勢は、前記被処理物１５が前記環状空間に満たされている場合、前記回収機構３１が前記堆積部Ｓの表面より前記堆積部Ｓの深度の３分の１程度以内の深度にあれば、前記被処理物１５の抵抗をあまり受けないため、前記回収機構３１が曲がる等の損傷を受け難い。
【００３１】
このように前記回収機構３１に絡み付いて回収された前記線状金属Ｋは、前記作用姿勢から前記回収機構３１を前記堆積部Ｓから離脱させた状態、つまり、前記線状金属Ｋの回収を中止する姿勢である非作用姿勢に切替えた後、回収した線状金属Ｋを除去する除去機構３５を作用させることにより前記回収機構３１から除去される。つまり、前記回収機構３１の前記針状体３２を上昇させることにより前記堆積部Ｓから離脱させた状態である非作用姿勢に切替え、必要に応じて前記線状金属Ｋを排出可能な排出口３４の上部の除去位置まで前記回収機構３１を移動させる。このような非作用姿勢において、前記回収機構３１により回収した線状金属Ｋを除去する除去機構３５を作動させて前記回収機構３１に作用させ、前記回収機構３１に絡み付いた線状金属Ｋを掻き取ることで前記回収機構３１より前記線状金属Ｋを除去する。除去された線状金属Ｋは、落下して前記排出口３４より排出される。尚、作用姿勢と非作用姿勢との切替えは、スイッチ等の切替機構を用いて制御することが可能である。
【００３２】
前記除去機構３５は、例えば、フォーク状の作用部位を有した形状であり、このフォーク状の作用部位を種々の方向に揺動させることにより前記回収機構３１に絡み付いた線状金属Ｋを掻き取って前記回収機構３１から除去する。
【００３３】
上述したように、前記回収機構３１を設けることにより、溶融前処理工程における磁力選別工程や粒度選別工程で除去されずに前記堆積部Ｓに混入した線状金属Ｋを前記堆積部Ｓにおいて回収することができる。
そして、前記堆積部Ｓに混入した線状金属Ｋを回収することにより、前記切出羽根１３等の切出部に絡み付く虞が減少するため、前記堆積部Ｓでブリッジが発生することによる前記堆積部Ｓの閉塞や、被処理物１５の前記主燃焼室９への供給の不安定化の虞が減少し、前記被処理物１５を効率よく前記主燃焼室に供給することができる。
また、前記堆積部Ｓの表面をならすためのならし羽根（図示せず）等が設けられている場合においても、前記線状金属Ｋが前記ならし羽根へ絡み付く虞が減少するため同様の効果が得られる。さらに、前記線状金属Ｋ同士が絡み合って前記堆積部Ｓを閉塞することが考えられるが、このような事態が発生する虞も減少する。
【００３４】
そして、前記線状金属Ｋの回収は、前記回収機構３１と前記堆積部Ｓとが相対的に回転移動することを利用しているため、前記線状金属Ｋの回収のために特別な動力を必要としない。また、前記回収機構を含む前記線状金属回収部３０は、前記廃棄物溶融炉１の組み込み装置として設置することができるため、省スペースで前記線状金属Ｋの回収を行うことができる。
【００３５】
尚、前記回収機構３１を前記堆積部Ｓに挿入させる頻度は、例えば、半日に一度程度でよく、挿入時間は、廃棄物の種類によって適宜設定すればよい。また、前記回収機構３１を含む前記線状金属回収部３０は、一箇所に設ければ充分に前記線状金属Ｋの回収を行うことができる。
【００３６】
〔別実施形態１〕
以下に別実施形態を説明する。
上述した実施例においては、前記線状金属Ｋを絡み付かせる部位である前記針状体３２においては、複数の櫛歯３３を水平に設ける形態を示したが、このような構成に限られるものではなく、前記線状金属Ｋを絡み付かせる部位が一本の針状体とすることも可能であり、また、このような一本又は櫛歯状の針状体３２を設ける方向を垂直方向等、任意の方向とすることも可能である。
【００３７】
さらに、前記針状体３２が、少なくとも一対交差姿勢で保持される、つまり、少なくとも一対の前記針状体３２を、例えば十字状等のように交差した形態を有する構成とすることも可能である。このような構成を採用すると、前記堆積部Ｓに混入した前記線状金属Ｋを前記針状体３２により絡み付かせ易くなるため、前記線状金属Ｋの回収効率がさらに向上する。
【００３８】
〔別実施形態２〕
上述した針状体３２において、回収した線状金属Ｋの脱落を防止する脱落防止部を設けた構成とすることが可能である。前記脱落防止部は、前記作用姿勢において前記回収機構３１に絡み付いた前記線状金属Ｋが脱落防止可能な、あるいは、前記作用姿勢から前記非作用姿勢へ移行する際や前記非作用姿勢中において自然落下防止可能な構成であればよく、図３に示したように、一本の前記針状体３２の先端に前記脱落防止部３６を設けた場合を例示すると、前記脱落防止部が弓状３６（イ）、Ｌ字状３６（ロ）、先太状３６（ハ）等のような形状が適用できる。
【００３９】
このように構成することにより、前記針状体３２に絡み付かせて回収した前記線状金属Ｋを脱落防止可能に、あるいは、自然落下防止可能に保持する状態を維持し易くなる。これにより、前記線状金属Ｋの回収効率がさらに向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の廃棄物溶融炉の概略図
【図２】  回収機構近傍の概略図
【図３】  回収機構における脱落防止部の概略図
（イ）弓状
（ロ）Ｌ字状
（ハ）先太状
【図４】  従来の廃棄物溶融炉の概略図
【符号の説明】
１    廃棄物溶融炉
２    内筒
３    炉天井部
７    外筒
８    底部
８ａ  スラグ排出部
９    主燃焼室
１３  切出部
１５  被処理物
３１  回収機構
Ｓ    堆積部
Ｋ    線状金属
【図１】
0003894775.tif 000002
【図２】
0003894775.tif 000003
【図３】
0003894775.tif 000004
【図４】
0003894775.tif 000005