(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融炉に取り付けられた、所定圧力を超えた溶融炉内ガスを炉外に逃がすための水封式安全弁であって、
前記溶融炉の、炉内ガス通気孔が上端に形成された安全弁出口の周囲に設けられた水槽と、開閉自在な弁本体と、前記安全弁出口につながる安全弁ダクトの下端に取り付けられ前記水槽の上部に配されているフードとからなり、前記弁本体は、前記安全弁出口を覆う弁体と、下部が前記水槽内に浸漬されるスカートとによって構成されていることを特徴とする溶融炉用安全弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、溶融炉用安全弁、特に、溶融炉内ガス中に含まれる低沸点物質の付着による溶融炉内ガスの漏洩を確実に防止することができる溶融炉用安全弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、ごみ焼却炉から排出された焼却灰（主灰）の有効利用を図るために、焼却灰を灰溶融炉で高温に加熱して焼却灰を溶融スラグ化し、この溶融スラグを冷却固化し、所定粒度に粉砕して、路盤材や骨材等に利用することが行なわれている。
【０００３】
灰溶融炉には種々のものがあるが、その１つに電気抵抗式灰溶融炉がある。以下に、この灰溶融炉について、図面を参照しながら説明する。
【０００４】
図５は、従来の灰溶融炉を示す概略構成図、図６は、従来の灰溶融炉における安全弁を示す断面図である。
【０００５】
図５および図６において、１は、ごみ焼却炉、２は、電気抵抗式灰溶融炉である。灰溶融炉２は、３本の電極１４を有し、各電極１４の先端は、焼却灰層１５を貫通し、溶融スラグ層１６内に浸漬される。電極１４間に通電すると、溶融スラグ層１６は導電体であるので、電気抵抗熱（ジュール熱）によって溶融スラグは加熱され、その表面を覆う焼却灰が溶融する。溶融スラグは、溶融スラグ排出口１８から適宜、炉外に排出され、溶融メタルは、溶融メタル排出口１９から適宜、炉外に排出される。溶融メタルは、灰中の金属が溶融し、炉底に溜まったものである。
【０００６】
３は、ごみ焼却炉１からの焼却灰を貯留し、灰溶融炉２内に投入するための灰ホッパー、４は、灰溶融炉２からの、可燃分を含んだ溶融炉排ガスを燃焼させるための燃焼室、５は、燃焼室４の排ガス入側ダクトに設けられた炉圧調整ダンパーである。
【０００７】
６は、図６に示すように、重錘（カウンタウエイト）式の従来の溶融炉用安全弁である。安全弁６は、弁体６Ａと溶融炉３の頂部の安全弁出口２Ａに設けられた弁座６Ｂとがメタルタッチで当接し、炉圧が所定値を超えると、炉圧によって重錘（弁体６Ａ）の重量に抗して弁体６Ａが開き、これによって溶融炉内ガスを炉外に逃がして、炉圧を定常圧に維持する。１７は、安全弁６上に設けられたフードである。フード１７は、安全弁ダクト２０Ａに接続され、安全弁６から漏洩した溶融炉排ガスを吸引する。
【０００８】
７は、燃焼室４からの溶融炉排ガスおよび安全弁６からの溶融炉内ガス中に含まれるダストを集塵するための集塵機、８は、溶融炉排ガスおよび溶融炉内ガスを集塵機７を介して吸引するための送風機、９は、送風機８からのクリーンなガスを大気に放散するための煙突である。
【０００９】
１０は、ごみ焼却炉１からの高温の焼却炉排ガスの保有する熱エネルギーの有効利用を図るためのボイラー、１１は、ボイラー１０によって熱交換した後の低温排ガスから有害成分を除去するための有害ガス除去装置、１２は、有害ガス除去装置１１によって有害成分が除去された焼却炉排ガス中に含まれるダストを除去するための集塵機、１３は、焼却炉排ガスを有害ガス除去装置１０および集塵機１２を介して焼却炉排ガスを吸引するための送風機である。
【００１０】
このように構成されている、従来の灰溶融炉によれば、以下のようにして、焼却灰が溶融処理される。
【００１１】
ごみ焼却炉１から排出された焼却灰は、灰ホッパー３に貯留され、灰ホッパー３から灰溶融炉２内に適量づつ投入される。灰溶融炉２内に投入された焼却灰は、電極１４間の通電により生じる電気抵抗熱によって千数百度の高温に加熱された溶融スラグ上で溶融し、溶融スラグとなって炉底に溜まる。炉底の溶融スラグは、溶融スラグ１８から適宜、炉外に排出され、冷却固化されて、路盤材や骨材として再利用される。炉底の溶融メタルは、溶融メタル排出口１９から適宜、炉外に排出され、有効利用される。
【００１２】
焼却灰の加熱、溶融過程で発生した溶融炉排ガスは、燃焼室４に送られ、ここで溶融炉排ガス中の可燃分が燃焼する。可燃分が燃焼した溶融炉排ガスは、集塵機７に送られ、ここでダストが除去される。このようにしてクリーンになった溶融炉排ガスは、煙突９から大気に放散される。
【００１３】
炉圧が所定値を超えた場合には、安全弁６が開いて、炉圧が定常値になるまで溶融炉内ガスが炉外に逃がされる。このようにして逃がされた溶融炉内ガスは、安全弁ダクト２０Ａおとび排ガスダクト２０を通って集塵機７に送られる。
【００１４】
一方、ごみ焼却炉１からの高温の焼却炉排ガスは、ボイラー１０に送られ、ここで熱交換した後、有害ガス除去装置１１に送られる。有害ガスが除去された焼却炉排ガスは、集塵機１２に送られ、ダストが除去される。そして、煙突９から大気に放散される。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の灰溶融炉における安全弁６は、弁体６Ａと溶融炉３の頂部の安全弁出口２Ａに設けられた弁座６Ｂとがメタルタッチで当接し、炉圧が所定値を超えると、炉圧によって重錘の重量に抗して弁体６Ａが開くものであるので、弁体６Ａと弁座６Ｂとに溶融炉内ガス中に含まれるＫＣｌ、ＮａＣｌ、Ｐｂ、Ｚｎ等の低沸点物質が付着固化して、弁体６Ａと弁座６Ｂとの間に隙間が生じ、これによって、メタルタッチによる弁体６Ａと弁座６Ｂとのシール性が損なわれる。
【００１６】
このように、弁体６Ａと弁座６Ｂとのシール性が損なわれると、炉内圧が安全弁６を作動させる圧力、例えば、２０００Ｐａにならない、炉圧調整ダンパー５の制御範囲内であるわずかなプラス圧、例えば、３０から７０Ｐａでも溶融炉内ガスが安全弁６から炉外に漏洩する。
【００１７】
また、漏洩した溶融炉内ガスは、安全弁６上のフード１７によって溶融炉内ガス系に吸引されるが、漏洩ガス中のＣＯ等の炉内還元ガスが溶融炉排ガスに混合され、安全弁６が作動しない定常時でも溶融炉排ガス中のＣＯ成分が排ガス基準を超える恐れがあった。
【００１８】
従って、この発明の目的は、溶融炉内ガス中に含まれる低沸点物質の付着による溶融炉内ガスの炉外への漏洩を確実に防止することができる、溶融炉用安全弁を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、溶融炉に取り付けられた、所定圧力を超えた溶融炉内ガスを炉外に逃がすための水封式安全弁であって、前記溶融炉の、炉内ガス通気孔が上端に形成された安全弁出口の周囲に設けられた水槽と、開閉自在な弁本体と、前記安全弁出口につながる安全弁ダクトの下端に取り付けられ前記水槽の上部に配されているフードとからなり、前記弁本体は、前記安全弁出口を覆う弁体と、下部が前記水槽内に浸漬されるスカートとによって構成されていることに特徴を有するものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、この発明を灰溶融炉の安全弁に適用した場合の一実施態様を、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は、この発明の安全弁を備えた灰溶融炉を示す概略構成図、図２は、この発明の溶融炉用安全弁を示す部分断面図、図３は、図２のＡ矢視図、図４は、フードを待避させた、この発明の溶融炉用安全弁を示す部分断面図である。
【００２３】
図１から図４において、図５および図６と同一番号は、同一物を示す。即ち、１は、ごみ焼却炉、２は、３本の電極１４を有する電気抵抗式灰溶融炉、３は、ごみ焼却炉１からの焼却灰を貯留し、灰溶融炉２内に投入するための灰ホッパー、４は、灰溶融炉２からの、可燃分を含んだ溶融炉排ガスを燃焼させるための燃焼室、５は、燃焼室４の排ガス入側ダクトに設けられた炉圧調整ダンパー、７は、燃焼室４からの溶融炉排ガスおよび安全弁６からの溶融炉内ガス中に含まれるダストを集塵するための集塵機、８は、溶融炉排ガスおよび溶融炉内ガスを集塵機７を介して吸引するための送風機、９は、送風機８からのクリーンなガスを大気に放散するための煙突である。
【００２４】
１０は、ごみ焼却炉１からの高温の焼却炉排ガスの保有する熱エネルギーの有効利用を図るためのボイラー、１１は、ボイラー１０によって熱交換した後の低温排ガスから有害成分を除去するための有害ガス除去装置、１２は、有害ガス除去装置１１によって有害成分が除去された焼却炉排ガス中に含まれるダストを除去するための集塵機、１３は、焼却炉排ガスを有害ガス除去装置１０および集塵機１２を介して焼却炉排ガスを吸引するための送風機である。
【００２５】
２１は、この発明の水封式安全弁である。安全弁２１は、灰溶融炉２の安全弁出口２Ａの周囲に設けられた水槽２２と、軸２３を中心として開閉自在な弁本体２４と、安全弁出口２Ａにつながる安全弁ダクト２０Ａの下端に取り付けられた待避可能なフード２５とからなっている。弁本体２４は、安全弁出口２Ａを覆う弁体２６と、弁体２６の周囲に設けられた、下部が水槽２２内に浸漬されるスカート２７とによって構成されている。安全弁出口２Ａの上端には、炉内ガス通気孔２８が形成されている。フード２５は、水槽２２の上部に、フランジ締結ボルト３５の取外しにより軸２９を中心として回動自在に配されている。水槽２２内には、給水管３０から水が給水される。水槽２２からオーバーフローした水は、溢水受３４の排水口３１から排水される。
【００２６】
このように構成されている、この発明の安全弁を備えた灰溶融炉によれば、以下のようにして、焼却灰が溶融処理される。
【００２７】
ごみ焼却炉１から排出された焼却灰は、灰ホッパー３に貯留され、灰ホッパー３から灰溶融炉２内に適量づつ投入される。灰溶融炉２内に投入された焼却灰は、電極１４間の通電による生じる電気抵抗熱によって千数百度の高温に加熱された溶融スラグ上で溶融し、溶融スラグとなって炉底に溜まる。炉底の溶融スラグは、溶融スラグ１８から適宜、炉外に排出され、冷却固化されて、路盤材や骨材として再利用される。炉底の溶融メタルは、溶融メタル排出口１９から適宜、炉外に排出され、有効利用される。
【００２８】
焼却灰の加熱、溶融過程で発生した溶融炉内ガスは、排ガス出口２Ｂから燃焼室４に送られ、ここで溶融炉排ガス中の可燃分が燃焼する。可燃分が燃焼した溶融炉排ガスは、集塵機７に送られ、ここでダストが除去される。このようにしてクリーンになった溶融炉排ガスは、煙突９から大気に放散される。
【００２９】
炉圧が所定値を超えた場合には、安全弁２１が開いて、即ち、溶融炉内ガスが安全弁出口２Ａから炉内ガス通気孔２８を通り、水封を破って安全弁出口２Ａ外に出る。安全弁出口２Ａの外に出た溶融炉内ガスは、フード２５によって吸引され、安全弁ダクト２０Ａを通って、炉圧が所定値になるまで炉外に逃がされる。このようにして逃がされた溶融炉内ガスは、安全弁ダクト２０Ａを通って排ガスダクト２０内で溶融炉排ガスと合流し、集塵機７に送られる。
【００３０】
一方、ごみ焼却炉１からの高温の焼却炉排ガスは、ボイラー１０に送られ、ここで熱交換した後、有害ガス除去装置１１に送られる。有害ガスが除去された焼却炉排ガスは、集塵機１３に送られ、ダストが除去される。そして、煙突９から大気に放散される。
【００３１】
このように、安全弁２１を水封式にすることによって、従来の安全弁が有していた、低沸点物質の付着による溶融炉内ガスの漏洩の問題、および、この漏洩により安全弁２１が作動しない定常時でも溶融炉内ガス中のＣＯ成分が排ガス基準を超える恐れがあるといった問題が解決される。
【００３２】
図２および図３に示すように、低沸点物質３２の安全弁出口２Ａの内面への付着は避けられず、これによって安全弁出口２Ａの口径が狭まり、遂には安全弁出口２Ａを閉塞する事態が起こる可能性がある。このような事態になると、安全弁２１の機能が失われ、炉圧が異常に高まって極めて危険な状況となる。
【００３３】
そこで、定期的に安全弁出口２Ａの内面に付着した低沸点物質３２を除去する必要が生じる。低沸点物質３２を除去するには、図４に示すように、フランジ締結ボルト３５を外し、フード２５に固定したワイヤー３３等によってフード２５を引っ張り、フード２５を軸２９を中心として回動させて、弁本体２４から待避させ、次いで、弁本体２４を軸２３を中心として回動させて、安全弁出口２Ａを露出させる。そして、道具を使用して安全弁出口２Ａの内面に付着した低沸点物質３２を掻き取る。掻き取られた低沸点物質３２は、灰溶融炉２内に落下し、再溶融する。
【００３４】
このようにして、安全弁出口２Ａの内面に付着した低沸点物質３２を容易に除去することができる。
【００３５】
以上は、灰溶融炉を例に挙げた説明であるが、灰溶融炉以外の溶融炉にもこの発明が適用されることは言うまでもない。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、溶融炉の安全弁出口に取り付けられた、所定圧力を超えた溶融炉内ガスを炉外に逃がすための安全弁を水封式にすることによって、溶融炉内ガス中に含まれる低沸点物質が安全弁に付着し、これによって溶融炉内ガスの一部が炉外に漏洩することを確実に防止することができ、しかも、水封式安全弁を、溶融炉の安全弁出口の周囲に設けられた水槽と、開閉自在な弁本体と、前記安全弁出口につながる安全弁ダクトの下端に取り付けられた待避可能なフードとにより構成し、前記弁本体を前記安全弁出口を覆う弁体と、下部が前記水槽内に浸漬されるスカートとによって構成し、前記安全弁出口の上端に炉内ガス通気孔を形成し、前記フードを前記水槽の上部に配することによって、前記安全弁出口内面に付着した低沸点物質を容易に除去することができるといった工業上有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の安全弁を備えた灰溶融炉を示す概略構成図である。
【図２】この発明の溶融炉用安全弁を示す部分断面図である。
【図３】図２のＡ矢視図である。
【図４】フードを待避させた、この発明の溶融炉用安全弁を示す部分断面図である。
【図５】従来の灰溶融炉を示す概略構成図である。
【図６】従来の灰溶融炉における安全弁を示す断面図である。
【符号の説明】
１：ごみ焼却炉
２：灰溶融炉
２Ａ：安全弁出口
２Ｂ：排ガス出口
３：灰ホッパー
４：燃焼室
５：炉圧調整ダンパー
６：安全弁
６Ａ：弁体
６Ｂ：弁座
７：集塵機
８：送風機
９：煙突
１０：ボイラー
１１：有害ガス除去装置
１２：集塵機
１３：送風機
１４：電極
１５：焼却灰層
１６：溶融スラグ層
１７：フード
１８：溶融スラグ排出口
１９：溶融メタル排出口
２０：排ガスダクト
２０Ａ：安全弁ダクト
２１：この発明の安全弁
２２：水槽
２３：軸
２４：弁本体
２５：フード
２６：弁体
２７：スカート
２８：炉内ガス通気孔
２９：軸
３０：給水管
３１：排水口
３２：低沸点物質
３３：ワイヤー
３４：溢水受
３５：フランジ締結ボルト
【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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