(57)【要約】【課題】  耐火物の交換を短時間で容易におこなうことができ、この交換に伴う炉の操業停止時間が短くて済み、交換炉体部分は小型で取扱いやすく部材費も低コストで済む廃棄物溶融炉を提供する。【解決手段】  炉体３へ供給した廃棄物を加熱手段（酸素バーナ４）により溶融する廃棄物溶融炉１において、炉体３を、前記加熱手段をそなえた上部炉体５と、溶融物貯留部６をそなえた下部炉体１０とに分割し、下部炉体１０を、溶融物貯留部６を有する内側炉体１１と、この内側炉体１１を間隙１２をおいて包囲する外側炉体１３と、間隙１２に充填したバックアップ材１４とで構成するとともに、内側炉体１１を吊上げるための吊上げ具を、間隙１２部に設けた。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉体内へ供給した廃棄物を加熱手段により溶融する廃棄物溶融炉において、
前記炉体を、前記加熱手段をそなえた上部炉体と、溶融物貯留部をそなえた下部炉体とに分割し、
前記下部炉体を、溶融物貯留部を有する内側炉体と、この内側炉体を間隙をおいて包囲する外側炉体と、前記間隙に充填したバックアップ材とで構成するとともに、
前記内側炉体を吊上げるための吊上げ具を、前記間隙部に設けたことを特徴とする、廃棄物溶融炉。
【請求項２】
前記内側炉体が、鉄皮の内面側に耐火物を内張りして成り、前記吊上げ具が、前記鉄皮に固設した吊手から成る請求項１記載の廃棄物溶融炉。
【請求項３】
前記内側炉体が、不定形耐火物の成形体であるるつぼから成り、前記吊上げ具が、前記内側炉体の底面を支承する支承部材に、上端部に吊手をそなえた吊上部材を連設して成る請求項１記載の廃棄物溶融炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、都市ごみや産業廃棄物、これらの焼却灰や焼却飛灰などを、減容化、無害化、溶融後の固化物からの有価物の回収等のために、溶融処理する廃棄物溶融炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の廃棄物溶融炉としては、炉体内へ供給した廃棄物を各種の加熱手段により溶融処理して溶融スラグ化し、この溶融スラグを炉体内下部の溶融物貯留部から出滓口を経て連続出滓し、あるいは上記溶融物貯留部内において固化させたのち取出す型式の炉が採用されている。
【０００３】
そして上記の溶融スラグと接触する炉体内面側の耐火物は、スラグとの化学反応やスラグの流動による溶損が激しく寿命が短いので、また溶融対象物が複数種類に及ぶ場合はその種類に応じて耐火物を切替える必要があるので、いずれも短期間の操業で上記耐火物の補修・交換が必要となり、また溶融物を炉体内で放冷固化させたのち取出す場合はこの固化物取出後に上記耐火物の補修・交換が必要となるため、これらの耐火物の補修・交換がおこなえるように、炉体を上下に複数個の部分炉体に分割して、この部分炉体を交換可能とした廃棄物溶融炉（たとえば特許文献１参照。）が用いられている。
【特許文献１】特開２０００ー１７９８１７号公報
【０００４】
ところが上記の上下分割式の廃棄物溶融炉は、溶融スラグ層の下部に溶融金属層が形成される場合は、溶融金属がスラグ貯留部の下側位置にあるスラグ下分割面迄下降するため、スラグ下分割面での分割はできず、このためスラグ貯留部を含む一体物の下部炉体は大型大重量物となり、炉体設置現地において耐火物の補修・交換等の築炉作業をおこなう必要があり、この築炉作業に多大の労力と時間を要するうえ、溶融炉の操業を長時間にわたり中断せねばならないという、大きな問題点を有するものである。
【０００５】
また溶融スラグ層の下部に溶融金属層が形成されない場合は、スラグ上分割面とスラグ下分割面で分割された部分炉体を予め用意した交換用の部分炉体と交換する作業は短時間でおこなえるが、この部分炉体はスラグ貯留部およびその近傍部だけでなく炉体の外殻板部およびその内側の耐火物層を含む大型の炉体分割体であるため、重量がかさみ搬送に手間がかかり、交換用の部分炉体の保管用に大きなスペースを必要とするうえ、使用済みの部分炉体は耐火物部分全体を再施工する必要があるのでコストがかさむ等の問題点を有するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は上記従来の問題点を解決しようとするもので、耐火物の交換を短時間で容易におこなうことができ、この交換に伴う炉の操業停止時間が短くて済み、交換炉体部分は小型で取扱いやすく部材費も低コストで済む廃棄物溶融炉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】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１記載の廃棄物溶融炉は、炉体内へ供給した廃棄物を加熱手段により溶融する廃棄物溶融炉において、前記炉体を、前記加熱手段をそなえた上部炉体と、溶融物貯留部をそなえた下部炉体とに分割し、前記下部炉体を、溶融物貯留部を有する内側炉体と、この内側炉体を間隙をおいて包囲する外側炉体と、前記間隙に充填したバックアップ材とで構成するとともに、前記内側炉体を吊上げるための吊上げ具を、前記間隙部に設けたことを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、廃棄物の溶融に伴って耐火物が溶損するのは溶融物貯留部を有する内側炉体であり、この内側炉体はバックアップ材の充填層を介して外側炉体に保持されているので、上部炉体を取外した状態で内側炉体は吊上げ具を介して引上げることにより、容易に外側炉体内から上方へ離脱させることができ、この外側炉体内へ予め用意しておいた新たな内側炉体を上方から挿入して間隙にバックアップ材を充填することにより短時間で容易に内側炉体の交換をおこなうことができ、従来工法におけるような炉体設置現地において下部炉体内の耐火物の補修・築炉をおこなうのに比べて、溶融炉の操業停止時間は遙かに短くて済む。また交換炉体部分は下部炉体の一部であり、小型で取扱いやすく、部材費も低コストで済むのである。
【０００９】
また請求項２記載の廃棄物溶融炉は、請求項１記載の廃棄物溶融炉において、前記内側炉体が、鉄皮の内面側に耐火物を内張りしてなり、前記吊上げ具が、前記鉄皮に固設した吊手からなるものである。
【００１０】
この請求項２記載の発明によれば、内側炉体として、強度部材である鉄皮の内面側に耐溶損性のすぐれた耐火レンガ等の耐火物を内張りすることにより、強度および耐久性にすぐれた内側炉体を製造して使用することができ、耐火物の交換頻度、従って溶融炉の操業停止頻度を、低減化することができる。
【００１１】
また請求項３記載の廃棄物溶融炉は、請求項１記載の廃棄物溶融炉において、前記内側炉体が、不定形耐火物の成形体であるるつぼからなり、前記吊上げ具が、前記内側炉体の底面を支承する支承部材に、上端部に吊手をそなえた吊上部材を連設してなるものである。
【００１２】
この請求項３記載の発明によれば、内側炉体は小型小重量のるつぼで構成されているので、内側炉体の製造コストは安価で済み、また内側炉体の交換は短時間で頻繁におこなうことができるので、るつぼを安価な短寿命耐火物で構成して、さらに部材費の低減化をはかることができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したようにこの発明によれば、耐火物の交換を短時間で容易におこなうことができ、この交換に伴う炉の操業停止時間が短くて済み、交換炉体部分は小型で取扱いやすく部材費も低コストで済む。
【００１４】
また上記の効果に加えて、請求項２記載の発明によれば、強度および耐久性にすぐれた外側炉体を使用して溶融炉の操業停止頻度の低減化をはかることができ、また請求項３記載の発明によれば、内側炉体は小型低コストのもので済み、短寿命耐火物の採用によりさらに部材費の低減化をはかることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下図１〜図５により、この発明の実施の形態の一例を説明する。図中、１は廃棄物溶融炉で、焼却飛灰および粗粒灰を溶融対象廃棄物とする連続出滓式の炉であり、基礎２上に設置した炉体３は、加熱手段である酸素バーナ４をそなえた上部炉体５と、溶融物貯留部６をそなえた下部炉体１０とに、分割面Ｔを介して着脱可能に分割されている。
【００１６】
上部炉体５は、この例では溶融処理室７を包囲する炉本体５ａと、この炉本体５ａに着脱可能な炉蓋５ｂとに分割され、炉蓋５ｂに取付けた酸素バーナ４の下部が溶融処理室７内に挿入され、炉蓋５ｂに設けた排ガス口に接続したダクト８は、図示しない集じん装置を経て排気用の送風機に接続されている。
【００１７】
酸素バーナ４は、燃料供給口４ａに供給された液体又は気体燃料Ｆを、酸素供給口４ｂに供給された酸素により燃焼させ、この燃焼による高温火炎中に、飛灰供給口４ｃに搬送用空気と共に供給された焼却飛灰Ｗを吹込投入して溶融させるものである。また９は、図示しない焼却灰破砕・篩分け装置から供給される粗粒灰Ｖを、炉体３内に送入する給灰管で、この給灰管９を経て炉体３内に送入された粗粒灰Ｖも、溶融処理室７内において酸素バーナ４により加熱・溶融処理される。
【００１８】
一方、下部炉体１０は、溶融物貯留部６を有する内側炉体１１と、この内側炉体１１を間隙１２をおいて包囲する外側炉体１３と、上記間隙１２に充填したバックアップ材１４とから成る。そして内側炉体１１は、有底円筒状の鉄皮１５の内面側に耐火レンガ等の耐火物１６を内張りして上記溶融物貯留部６を形成するとともに、連続出滓式の炉であるこの例では、耐火物１６の一側（この例では図１における左側）上端部に、後述する出滓樋２４のスラグ流路２６に連通する切欠１７を設け、同位置の鉄皮１５部分にも、出滓樋２４の内側炉体１１側の端部外形寸法に近い切欠１８を設けてある。また１９は、間隙１２内に納まるように鉄皮１５の上部外周面の２個所に固着取付けした、内側炉体１１吊上げ用の吊手である。
【００１９】
また外側炉体１３は、有底角筒状の鉄皮２１の内面側に耐火レンガ等の耐火物２２を内張りして、上記内側炉体１１の鉄皮１５部外形より一回り大きい内径および深さの有底円筒状の穴２３を形成して成る。２４は耐火レンガ製の断面略コ字状の出滓樋で、外側炉体１３の一側（図１における左側）上部に設けた切欠部２５に嵌込まれ、モルタル材により外側炉体１３に固着取付けされており、２６はそのスラグ流路、２７は流出口である。
【００２０】
外側炉体１３と内側炉体１１の間隙１２に充填されるバックアップ材１４としては、スタンプ材などの不定形耐火物，焼砂，セラミックファイバ等の、粒状あるいは繊維状の耐火材あるいは断熱材を用いることができ、この例では外側炉体１３の耐火物２２と同系統の材質のスタンプ材を用いている。下部炉体１０の製造（組立）時には、外側炉体１３の穴２３内に、内側炉体１１を間隙１２をおいて保持し、間隙１２内に装入したバックアップ材１４に対して突固めやスタンピングなどをおこなってバックアップ材１４を充填し、内側炉体１１をバックアップ材１４を介して外側炉体１３と一体化させる。また出滓樋２４の内側炉体１１側の端面と内側炉体１１の耐火物１６の外周部との間にも、上記バックアップ材１４を充填する。
【００２１】
上記の下部炉体１０とその上側の上部炉体５は、その突合せ面外周部のフランジ部をボルト締めすることにより、図１に示す一体形の炉体３として組立てられ、この状態の廃棄物溶融炉１により廃棄物（飛灰Ｗおよび粗粒灰Ｖ）を酸素バーナ４により溶融処理し、生成した溶融スラグＳは出滓樋２４の流出口２７からオーバーフローさせて連続出滓する。流出口２７から流出した溶融スラグは、図示しない下方位置に設けた水砕化装置の水槽内等に落下して水砕（急冷）され、あるいは他形式の固化装置により空冷（徐冷）されたのち、破砕、粒度調整などの後工程に送られる。
【００２２】
上記の溶融処理の継続により下部炉体１０の内側炉体１１の耐火物１６部の溶損が進行して、耐火物１６の補修・交換が必要となったら、廃棄物溶融炉１の操業を一時停止し、上部炉体５を下部炉体１０から切離してクレーン等により吊上げて、側方等に設けた保管場所へ移動させる。そして下部炉体１０部が放熱しある程度降温状態となったら、外側炉体１３と内側炉体１１の間隙１２部のバックアップ材１４、および出滓樋２４と内側炉体１１の間に充填したバックアップ材１４を、その固化状況に応じて棒体などで突崩し、吊手１９付近のバックアップ材１４を除去したのち、図５に矢印Ｐで示すように、残留溶融スラグＳの入った使用済みの内側炉体１１を、吊手１９に引掛けたワイヤ２８を介して図示しないクレーン等により、上方へ吊上げて外側炉体１３から離脱させたのち側方へ搬送し、耐火物１６の補修を別工程でおこなう。
【００２３】
上記の内側炉体１１の上方への引上げ時には、内側炉体１１と外側炉体１３の間隙１２には、粒状あるいは繊維状のバックアップ材１４が充填されているだけであり、バックアップ材１４はその材質によって一部が鉄皮１５などに固着している程度であるので、内側炉体１１は容易に上方へ引上げて外側炉体１３から離脱させることができる。
【００２４】
そして上記の内側炉体１１の除去後、外側炉体１３の穴２３の底部に、所定の間隙寸法以上に堆積したバックアップ材１４の掻きならしや除去をおこなったのち、別の保管位置に予め用意しておいた未使用の内側炉体１１を、矢印Ｑで示すように、上記と同様にしてワイヤ２８を介してクレーン等により外側炉体１３の直上部から外側炉体１３の穴２３内に挿入し、所定の間隙１２を維持した状態に保持する。そして間隙１２部内に新たなバックアップ材１４を追加装入して、前述した下部炉体１０の製造時と同様な工程でバックアップ材１４を間隙１２内に充填する。
【００２５】
このバックアップ材１４の充填により下部炉体１０の補修は完了するので、この下部炉体１０上に、取外してあった上部炉体５を取付ければ、廃棄物溶融炉１は操業を再開できる状態となる。そして上記の使用済みの内側炉体１１の外側炉体１３内からの離脱および新たな内側炉体１１の外側炉体１３の穴２３内への挿入、および間隙１２部へのバックアップ材１４の充填は、短時間で容易におこなうことができ、従来工法におけるような下部炉体の設置現地において、溶融物貯留部を形成する耐火物を補修・築炉するのに比べて、廃棄物溶融炉１の操業停止時間は遙かに短くて済むのである。
【００２６】
またこの例では、内側炉体１１として、強度部材である鉄皮１５の内面側に耐溶損性のすぐれた耐火レンガ等の所望の耐火物１６を内張りすることにより、強度および耐久性にすぐれた内側炉体１１を製造して使用することができ、耐火物１６の交換頻度、従って溶融炉の操業停止頻度を低減化することができるのである。
【００２７】
次に図６〜図９に示す第２例により、この発明の実施の形態を説明する。図６に示すこの例の廃棄物溶融炉３１は、前記第１例の廃棄物溶融炉１における内側炉体１１のかわりに、るつぼ形式の内側炉体３４を用いた点、および内側炉体３４とは別体の吊上用の吊上げ具３７を用いた点が、第１例と異なるだけで、その他は第１例と同構成を有するので、図１〜図６と同一部分には同一符号を付して図示し、それらの部分の詳細な説明は省略する。
【００２８】
すなわち、基礎２上に設置した炉体３２は、上部炉体５と下部炉体３３とに、分割面Ｔを介して着脱可能に分割され、この下部炉体３３の、外側炉体１３により間隙１２をおいて包囲される内側炉体３４は、不定形耐火物を流込み成形等により成形して溶融物貯留部３５を形成したるつぼから成り、その上端部に、外側炉体１３に設けた出滓樋２４のスラグ流路２６に連通する切欠３６を設けてある。
【００２９】
そしてこの例では、内側炉体３４を吊上げるための吊上げ具３７が、上記間隙１２部内に配置され、バックアップ材１４中に埋設されている。吊上げ具３７は金属製（この例ではステンレス製）で、図８に示すように、内側炉体３４の底面の大きさに対応した長さの横桁材３８ａを連結材３８ｂ上に固設した支承部材３８の両端部に、フック掛け用の穴を有する吊手３９ａを上端部にそなえた吊上部材３９，３９の下端部を、固着して成る。
【００３０】
また外側炉体１３と内側炉体３４の間隙１２に充填されるバックアップ材１４としては、第１例と同様に外側炉体１３の耐火物２２と同系統の材質のスタンプ材を用いている。下部炉体３３の製造（組立）時には、外側炉体１３の穴２３内に、吊上げ具３７の支承部材３８上に載置した内側炉体３４を間隙１２をおいて保持し、間隙１２内に装入したバックアップ材１４に対して突固めやスタンピングなどをおこなってバックアップ材１４を充填し、内側炉体３４および吊上げ具３７を、バックアップ材１４を介して外側炉体１３と一体化させる。また出滓樋２４の内側炉体３４側の端面と内側炉体３４の外周部との間にも、上記バックアップ材１４を充填する。
【００３１】
上記の下部炉体３３とその上側の上部炉体５は、図６に示す一体形の炉体３２として組立てられ、この状態の廃棄物溶融炉３１により第１例と同様に廃棄物を溶融処理して溶融スラグＳを出滓樋２４の流出口２７から連続出滓する。
【００３２】
上記の溶融処理の継続により下部炉体３３の内側炉体３４の溶損が進行して交換が必要となったら、廃棄物溶融炉３１の操業を一時停止し、上部炉体５を下部炉体３３から切離し後、下部炉体３３部が放熱しある程度降温状態となったら、外側炉体１３と内側炉体３４の間隙１２部のバックアップ材１４、および出滓樋２４と内側炉体３４の間に充填したバックアップ材１４を、その固化状況に応じて棒体などで突崩し、吊手３９ａ付近のバックアップ材１４を除去したのち、図９に矢印Ｐで示すように、吊上げ具３７上に載置され残留溶融スラグＳの入った使用済みの内側炉体３４を、吊手３９ａにフック掛けしたワイヤ２８を介して図示しないクレーン等により、吊上げ具３７と共に上方へ吊上げて外側炉体１３から離脱させたのち側方へ搬送し、吊上げ具３７上から取外した内側炉体３４を割るなどして固化した溶融スラグＳを取出す。
【００３３】
上記の内側炉体３４および吊上げ具３７の上方への引上げ時には、第１例と同様に内側炉体３４と外側炉体１３の間隙１２にはバックアップ材１４が充填されているだけなので、内側炉体３４および吊上げ具３７は容易に上方へ引上げて外側炉体１３から離脱させることができる。
【００３４】
そして上記の内側炉体３４の除去後、第１例と同様に外側炉体１３の穴２３の底部に堆積したバックアップ材１４の掻きならしや除去をおこなったのち、別の保管位置に予め用意しておいた未使用の内側炉体３４を、前記使用済みの内側炉体３４を取外した吊上げ具３７上に載置して、矢印Ｒで示すように、上記と同様にして吊上げ具３７と共にワイヤ２８を介してクレーン等により外側炉体１３の直上部から穴２３内に挿入し、所定の間隙１２を維持した状態に保持する。そして間隙１２部内に新たなバックアップ材１４を追加装入して、前述した下部炉体３３の製造時と同様な工程でバックアップ材１４を間隙１２内に充填し、吊上げ具３７をバックアップ材１４層中に埋設する。
【００３５】
このバックアップ材１４の充填により下部炉体３３の補修は完了するので、この下部炉体３３上に、取外してあった上部炉体５を取付ければ、廃棄物溶融炉３１は操業を再開できる状態となる。そして上記の使用済みの内側炉体３４の外側炉体１３内からの離脱および新たな内側炉体３４の外側炉体１３の穴２３内への挿入、および間隙１２部へのバックアップ材１４の充填は、第１例と同様に短時間で容易におこなうことができ、従来工法におけるような下部炉体の設置現地において、溶融物貯留部を形成する耐火物を補修・築炉するのに比べて、廃棄物溶融炉３１の操業停止時間は遙かに短くて済むのである。
【００３６】
またこの例では、内側炉体３４は、小型小重量のるつぼで構成されているので、内側炉体３４の製造コストは安価で済み、また内側炉体３４の交換は上記のように短時間で頻繁におこなうことができるので、内側炉体３４（るつぼ）を安価な短寿命耐火物で構成して、さらに部材費の低減化をはかることができるのである。
【００３７】
この発明は上記の各例に限定されるものではなく、たとえば、第１例の内側炉体の鉄皮１５にフック穴を穿設して吊手を構成してもよく、また第２例の吊上げ具３７の具体的構成も上記以外のものとしてもよい。また上部炉体５は一体物あるいは３分割以上分割炉体構造としてもよく、外側炉体１３は穴２３の内周面を鉄皮張りとするなど、上記以外の構成のものとしてもよい。またこの発明は、上記の焼却飛灰や粗粒灰以外の各種の廃棄物を、たとえば電気アーク溶融やプラズマ溶融など、酸素バーナ以外の加熱手段で溶融する各種構造の廃棄物溶融炉や、連続出滓式以外のバッチ処理式の廃棄物溶融炉等にも、広く適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明の実施の形態の第１例を示す廃棄物溶融炉の縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ線部分断面図である。
【図４】図１の矢視Ｃ−Ｃ側面図である。
【図５】図１の廃棄物溶融炉における下部炉体の補修工程を示す略示縦断面図である。
【図６】この発明の実施の形態の第２例を示す廃棄物溶融炉の縦断面図である。
【図７】図６のＤ−Ｄ線断面図である。
【図８】図６における吊上げ具の斜視図である。
【図９】図６の廃棄物溶融炉における下部炉体の補修工程を示す略示縦断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１…廃棄物溶融炉、３…炉体、４…酸素バーナ、５…上部炉体、６…溶融物貯留部、１０…下部炉体、１１…内側炉体、１２…間隙、１３…外側炉体、１４…バックアップ材、１５…鉄皮、１６…耐火物、１９…吊手、２３…穴、２４…出滓樋、３１…廃棄物溶融炉、３２…炉体、３３…下部炉体、３４…内側炉体、３５…溶融物貯留部、３７…吊上げ具、３９ａ…吊手。
【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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