(57)【要約】 【課題】簡単な構造で、かつ大きな設置スペースを必要としない横型水冷方式の放射性廃棄物焼却炉を提供する。【解決手段】燃焼室、灰出部、前記燃焼室と前記灰出部の間に配置される遮蔽扉を有する横型水冷方式の放射性廃棄物焼却炉であって、前記灰出部は、外側側面に透孔が設けられていると共に、底面に灰排出部が設けられており、前記透孔には、筒型伸縮部の一端が固定されており、前記筒型伸縮部は、他端に灰掻出し棒固定部を有し、前記灰掻出し棒固定部を前記焼却炉内にまで伸縮できる構造を有していることを特徴とする放射性廃棄物焼却炉。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室、灰出部、前記燃焼室と前記灰出部の間に配置される遮蔽扉を有する横型水冷方式の放射性廃棄物焼却炉であって、
前記灰出部は、外側側面に透孔が設けられていると共に、底面に灰排出部が設けられており、
前記透孔には、筒型伸縮部の一端が固定されており、
前記筒型伸縮部は、他端に灰掻出し棒固定部を有し、前記灰掻出し棒固定部を前記焼却炉内にまで伸縮できる構造を有していることを特徴とする放射性廃棄物焼却炉。
【請求項２】
前記灰掻出し棒固定部が、前記透孔の内寸に比べて小さい外寸を有する形状であることを特徴とする請求項１に記載の放射性廃棄物焼却炉。
【請求項３】
前記筒型伸縮部が耐熱材料を用いて作製されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放射性廃棄物焼却炉。
【請求項４】
前記灰掻出し棒が、長さを調節することができる灰掻出し棒であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の放射性廃棄物焼却炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、横型水冷方式の放射性廃棄物焼却炉に関し、さらに詳しくは大きな設置スペースを必要としない横型水冷方式の放射性廃棄物焼却炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力施設等では、横型水冷方式の放射性廃棄物焼却炉（以下単に焼却炉ともいう）が、燃焼物の裁断等の前処理が不要であること、また燃焼室を水で冷却するため、蓄熱炉に較べて安全性が高い等の理由により使用されている。
【０００３】
横型水冷方式の放射性廃棄物焼却炉においては、一般的に灰掻出し棒と言われる先端に掻出し部を有する棒を人力で操作することにより、炉内に滞留した灰を掻出して排出している。
従来の焼却炉の場合、灰掻出し棒を操作するためには、炉外に焼却炉の全長（以下炉長ともいう）とほぼ等しい長さのスペースが必要であり、焼却炉の設置には炉長の約２倍の長さのスペースを必要とする。
【０００４】
以下に従来の焼却炉の構成および灰掻出しの様子を説明図により説明する。
図３は従来の放射性廃棄物焼却炉の断面概念図であり、図４は従来の放射性廃棄物焼却炉における灰掻出し時の断面概念図である。図３に示すように、焼却炉１は、燃焼室２、灰出部３、燃焼室２と灰出部３を仕切っている遮蔽扉４を有する。そして、灰出部３の外側側面には、透孔７が設けられており、透孔７の周縁部に設けられたリング状の筒型伸縮部用固定部６ｂには、ジャバラと言われる合成ゴム製の筒型伸縮部５の一端が固定されている。また、筒型伸縮部５の他端には灰掻出し棒固定部６ａが設けられ、焼却炉１が密閉されるよう、灰掻出し棒８は灰掻出し棒固定部６ａに保持固定されている。
【０００５】
燃焼終了後、前記遮蔽扉４を開き、前記筒型伸縮部５の伸縮性を利用して、灰掻出し棒８を焼却炉の前後方向（図では左右方向）に往復させることにより、燃焼室２内に溜まった灰９を掻出し、灰出し部３の底面に設けられた灰排出部１０から炉外に排出する。この際、燃焼室２の奥に溜まった灰を掻出すためには、図４に示すように灰掻出し棒８の先端（掻出し部）を一旦燃焼室２の奥まで届かせた後、灰出し部３に引き戻す必要がある。即ち、灰掻出し棒８を、図３の１１に示す少なくとも灰排出部１０の最奥部と燃焼室２の最奥部の距離、即ち炉長に近い長さのストロークで往復させる必要がある。
【０００６】
従来の焼却炉においては、灰掻出し棒固定部６ａの外寸が透孔７の内寸より小さくないため、筒型伸縮部５を伸縮させる際、灰掻出し棒固定部６ａを透孔７の外側（図では左側）でしか移動させることができない。このため、灰掻出し棒８の先端を燃焼室２の奥にまで届かせるためには灰掻出し棒８の長さを少なくとも炉長にほぼ等しい長さにする必要があり、筒型伸縮部５の伸長時の長さを炉長とほぼ等しい長さにする必要があった。このため、従来の焼却炉においては、炉外（図では透孔７の左側）に少なくとも炉長とほぼ等しい長さのスペースを必要とし、このため焼却炉の設置には炉長の約２倍の長さのスペースを必要としていた。
【０００７】
一方、原子力施設等で横型水冷方式の焼却炉を導入する場合、専用の建屋内に設置されることが多いが、近年は経済性等の理由により既設の建屋内に設置されることがある。この場合、灰掻出し棒の作業スペースを考慮した長さが確保できない場合があった。
【０００８】
そのため、大きな設置スペースを必要としない焼却炉が望まれていた。この課題に対して、灰掻出し棒を使用しない往復駆動方式の掻出し部材を燃焼室に備える焼却炉が提案されている（例えば、特許文献１、請求項２、段落０００６、０００８）
【特許文献１】特開平７−３１８０３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、往復駆動方式の掻出し部材を備える焼却炉は、往復運動手段を別途設ける等、特殊な構造にする必要があり、高価になるという問題がある。
本発明は、簡単な構造で、かつ大きな設置スペースを必要としない横型水冷方式の放射性廃棄物焼却炉を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、灰出部の外側にある筒型伸縮部に着目し、該筒型伸縮部が焼却炉の内部にまで入ることができる構造にすれば焼却炉の設置スペースを低減できることを見出し、本発明を完成させるに至ったものである。
以下、各請求項の発明について説明する。
【００１１】
請求項１に記載の発明は、
燃焼室、灰出部、前記燃焼室と前記灰出部の間に配置される遮蔽扉を有する横型水冷方式の放射性廃棄物焼却炉であって、
前記灰出部は、外側側面に透孔が設けられていると共に、底面に灰排出部が設けられており、
前記透孔には、筒型伸縮部の一端が固定されており、
前記筒型伸縮部は、他端に灰掻出し棒固定部を有し、前記灰掻出し棒固定部を前記焼却炉内にまで伸縮できる構造を有していることを特徴とする放射性廃棄物焼却炉である。
【００１２】
燃焼室の奥に溜まった灰を掻出すためには、前記のように、灰掻出し棒を少なくとも灰排出部の最奥部と燃焼室の最奥部との距離、即ち、炉長に近い長さのストロークで前後に操作する必要がある。  
請求項１の発明においては、前記灰掻出し棒固定部を前記焼却炉内にまで伸縮できる構造を有している構造としたため、前記灰の掻出しに必要な灰掻出し棒のストロークの一部を炉内に設定でき、灰掻出し棒を操作するために必要とする炉外のスペースの長さは従来に比べて小さくて済む。このため、簡単な構造で、大きな設置スペースを必要としない焼却炉とすることができる。
【００１３】
また、灰掻出し棒を短くしても燃焼室の奥に溜まった灰を掻出すことが可能であり、灰掻出し棒を容易に操作することができる。
なお、前記透孔の形状は特に限定されるものではないが、前記筒型伸縮部を取付け易いなどのため、円形、楕円形、四つの隅にＲを持つ四角形等が好ましい。
【００１４】
図３、図４に示した従来の焼却炉に比べ、焼却炉の設置に必要なスペースの長さを炉長の約１．５倍に低減できる。即ち、前記のように従来は炉長の約２倍の長さが必要であったため、焼却炉の設置に必要なスペースの長さを約７５％に短縮することができる。
【００１５】
なお、請求項１の発明においては、灰掻出し棒は焼却炉内で使用可能で、灰の掻出しができるものであればよく、灰掻出し棒の材質、形状は特に限定されない。
また、筒型伸縮部は柔軟性を有するゴム、合成樹脂製のシートあるいは柔軟性を有する繊維の織布等柔軟性を有する材料でできておればよく特に限定されるものではない。
さらに、灰掻出し棒固定部は、灰掻出し棒を密閉状態で保持固定するものであって、前記透孔を通り抜けることができるものであればよく、その材質、形状は特に限定されない。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、
前記灰掻出し棒固定部が、前記透孔の内寸に比べて小さい外寸を有する形状であることを特徴とする請求項１に記載の放射性廃棄物焼却炉である。
【００１７】
請求項２の発明においては、灰掻出し棒固定部の外寸を透孔の内寸に比べて小さくしたため、灰掻出し棒固定部を、透孔を通して焼却炉内に容易に挿入させることができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、
前記筒型伸縮部が耐熱材料を用いて作製されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放射性廃棄物焼却炉である。
【００１９】
請求項３の発明においては、筒型伸縮部を、耐熱材料を用いて作製することにより、該筒型伸縮部を裏返して繰り返し炉内に挿入しても長期間の使用に耐えることができ、筒型伸縮部交換の頻度を少なくすることができるため、より好ましい。
【００２０】
従来の焼却炉においては、筒型伸縮部は、一般的に合成ゴム製である。この合成ゴム製の筒型伸縮部を、前記のように灰掻出し棒固定部を透孔および筒型伸縮部用固定部の中を通して（前記筒型伸縮部を裏返して）炉内に入れる使用方法で実際に使用したところ、比較的少数回で合成ゴムに劣化が認められた。
そこで密閉性を担保している筒型伸縮部の構造・材料について検討した。
消防用ホース等に使用されるポリエステル繊維織布内面ゴム引き品、消防服等に使用されるアラミド繊維織布（商品名：コーネックス；帝人社製）、ＣＲゴム、シリコンゴムについて、前記筒型伸縮部の材料として用いる場合の耐久性、密閉性、操作性、経済性の観点から評価した。その結果を下記表１に示す。
表１に示す結果より、筒型伸縮部の材料として用いる材料としては、ポリエステル繊維織布内面ゴム引き品、アラミド繊維織布（コーネックス）などの高温下で長期間の使用に耐えうる材料が好ましく使用でき、操作性にも優れるアラミド繊維織布（コーネックス）の材料が特に好ましいことが分かった。高温下で長期間の使用に耐えうる材料としては、その他に例えば、金属繊維製、ガラス繊維等の無機繊維製の織布を挙げることができる。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
なお、前記筒型伸縮部にアラミド繊維織布（コーネックス）やポリエステル繊維織布内面ゴム引き品を適用するに際しては、灰掻出し棒固定部の外径を透孔および筒型伸縮部用固定部の内径の１／２以下にすると操作性が良く、好ましいことが分かった。
【００２３】
請求項４に記載の発明は、
前記灰掻出し棒が、長さを調節することができる灰掻出し棒であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の放射性廃棄物焼却炉である。
【００２４】
請求項４の発明においては、灰掻出し棒の長さを調節できるようにしたため、掻出し部を燃焼室のうちの手前部分または灰出部内で操作するときは短くし、逆に燃焼室の奥の部分で操作する時には長くして使用することができ、灰掻出し棒の長さを含めた焼却炉の設置に必要なスペースをさらに低減することができる。また、灰掻出し棒の操作性をより向上させることができる。
【００２５】
長さを調節できる灰掻出し棒としては、接続式や伸縮式が挙げられる。接続式は、２本またはそれ以上の棒を準備して使用時に接続して使用する灰掻出し棒を指し、伸縮式とは例えば１本の棒に太さの大小のものを準備して使用時に引き伸ばして使用する灰掻出し棒を指す。いずれの灰掻出し棒も必要に応じて棒の長さを変更することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、簡単な構造で、かつ大きな設置スペースを必要としない横型水冷方式の放射性廃棄物焼却炉を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明をその最良の実施の形態に基づいて説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、以下の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。
【００２８】
以下図に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
以下図面に従って本実施の形態を説明する。図１は本発明の放射性廃棄物焼却炉の断面概念図であり、図２は本発明の放射性廃棄物焼却炉における灰掻出し時の断面概念図である。
図１に示すように、炉内は高温の燃焼室２及び遮蔽扉４によって燃焼室２の高温環境から遮蔽された灰出部３に分けられている。
焼却炉１の密閉性を保つために、コーネックス製の筒型伸縮部５の一端は、灰出部３の外側側壁の円形の透孔７に沿って設けたリング状の筒型伸縮部用固定部６ｂに固定されており、灰掻出し棒８は、筒型伸縮部５の他端に設けた灰掻出し棒固定部６ａに保持固定されている。
【００２９】
燃焼中、灰掻出し棒８は、燃焼室の外に待機させる。燃焼が終了し、炉内温度が一定温度以下になった時点で、図２に示すように、遮蔽扉４を開き、灰掻出し棒８を炉内に入れ、焼却炉の前後方向（図では左右方向）に往復させることにより、燃焼室２内に溜まった灰９を掻出し、灰出部３に設けた灰排出部１０から灰９を焼却炉外に排出する。
【００３０】
本実施の形態においては、透孔７とリング状筒型伸縮部用固定部６ｂの内径を等しくし、灰掻出し棒固定部６ａの外径を前記透孔７とリング状筒型伸縮部用固定部６ｂの内径の１／２にしている。このように、灰掻出し棒固定部６ａの外径を前記透孔７とリング状筒型伸縮部用固定部６ｂの内径に比べて小さくすることによって、図２に示すように、灰９の掻出しに際して筒型伸縮部５の灰掻出し棒固定部６ａを筒型伸縮部用固定部６ｂの内側を通し灰出部３の中、さらに燃焼室２の中にまで入れることができる。
【００３１】
燃焼室２の奥に溜まった灰９を掻出すため、灰９の掻出し作業中は、灰掻出し棒８を図１の１１に示した炉長にほぼ等しいストロークで灰掻出し棒８を操作するが、前記のように、灰掻出し棒固定部６ａを筒型伸縮部用固定部６ｂの内側を通し灰出部３の中、さらに燃焼室２の中にまで入れることにより、図１に示したように、前記ストローク１１の約１／２を炉内でカバーすることができる。このことにより、炉外の灰掻出し棒８の引き出しに必要なスペースの長さを従来の約１／２にすることができ、その結果、従来炉長の２倍必要であった、焼却炉の設置に必要なスペースの長さを炉長の１．５倍まで低減することができる。また、従来に比べて灰掻出し棒８の長さを短くすることができるため、灰掻出し棒８の操作を容易にすることができる。
【００３２】
また、コーネックス製の筒型伸縮部５は、灰掻出し棒の操作性に優れる他に、耐熱性に優れるため、筒形伸縮部５を交換する頻度の少ない焼却炉を提供することができる。
【００３３】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態においては、前記第１の実施に形態において、灰掻出し棒８として長さを調節できる灰掻出し棒を使用している。灰掻出し棒８の先端に取り付けた掻出し部を燃焼室２内の手前の部分や灰出部３内で操作する場合には、灰掻出し棒８を手前（図では左側）に引き出すが、その際灰掻出し棒８を短くすることにより焼却炉１の設置スペースをより短縮することができる。一方、燃焼室２の奥に溜まった灰を掻出す際には灰掻出し棒８の長さを延長して掻出しの先端に取り付けた掻出し部を燃焼炉の奥にまで届かせることができ、灰掻出し棒の操作性が良好であった。
【００３４】
図５に、本発明において使用する長さを調節することのできる灰掻出し棒の一例を示す。    
図５（ａ）は、（ｂ）に示す接続式、（ｃ）に示す伸縮式の両方の灰掻出し棒に共通の外観を示す概念図であり、灰掻出し棒８は、第一棒状部１２、先端に掻出し部１４を取り付けた第二棒状部１３および第一棒状部１２と第二棒状部１３を接続固定するための固定部材１５とからなる。
（ｂ）は、接続式の灰掻出し棒の接続部分を概念的に示す図であり、第一棒状部の先端に円筒状の凹部を設け、該凹部に先端に掻出し部（図示せず）を有する第二棒状部を差し込んで、固定部材１５を締め付けることにより固定する。そして、長さの異なる第二棒状部を複数本用意して灰出部内に配置しておき、必要に応じて第二棒状部を適切な長さのものと交換することにより、灰掻出し棒の長さを調節することができる。
また、別の方法として前記第一棒棒状部と第二棒状部の長さを一定にし、別途継ぎ棒を用意し、必要に応じて第一棒棒状部と第二棒状部の間に１本以上の継ぎ棒を継ぎ足すことによって灰掻出し棒の長さを調節することもできる。
（ｃ）は、伸縮式の灰掻出し棒の接続部分を概念的に示す図であり、筒状の第一棒状部の中に先端に掻出し部（図示せず）を有する第二棒状部を差し込んで、適当な長さにセットした後固定部材１５を締め付けることにより固定する。灰掻出し棒を伸縮自在な灰掻出し棒とすることにより、ただ１対の第一棒状部と第二棒状部により、灰掻出し棒の長さを適当な長さにセットすることができる。
【００３５】
また、灰の掻出し作業において、必要に応じて灰掻出し棒の長さを調節することにより、灰掻出し棒の操作性を格段に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の放射性廃棄物焼却炉の断面概念図である。
【図２】本発明の放射性廃棄物焼却炉における灰掻出し時の断面概念図である。
【図３】従来の放射性廃棄物焼却炉の断面概念図である。
【図４】従来の放射性廃棄物焼却炉における灰掻出し時の断面概念図である。
【図５】本発明の灰掻出し棒の構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００３７】
１    焼却炉
２    燃焼室
３    灰出部
４    遮蔽扉
５    筒型伸縮部
６ａ  灰掻出し棒固定部
６ｂ  筒型伸縮部用固定部
７    透孔
８    灰掻出し棒
９    灰
１０  灰排出部
１１  ストローク
１２  第一棒状部
１３  第二棒状部
１４  掻出し部
１５  固定部材
【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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