JP2000018552A - プラズマアーク式溶融炉 - Google Patents

プラズマアーク式溶融炉

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JP2000018552A
JP2000018552A JP10184151A JP18415198A JP2000018552A JP 2000018552 A JP2000018552 A JP 2000018552A JP 10184151 A JP10184151 A JP 10184151A JP 18415198 A JP18415198 A JP 18415198A JP 2000018552 A JP2000018552 A JP 2000018552A
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JP
Japan
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furnace
plasma
melting furnace
electrode
refractory material
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JP10184151A
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English (en)
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Yoshimasa Kawami
佳正 川見
Akira Noma
野間  彰
Nobuo Amano
信雄 天野
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶融炉本体とプラズマ電極及び炉底電極とに
絶縁不良が生じた場合に、迷走電流の発生を知ること。 【解決手段】 溶融炉本体2に天井壁3に形成したプラ
ズマ電極4用の貫通孔を設け、該貫通孔に絶縁スリーブ
12を装着し、炉底壁5に形成した炉底電極7用の貫通
孔には、絶縁スリーブ13を装着している。溶融炉本体
2は、天井壁3の絶縁スリーブ12と少し距離を開け
て、環状の絶縁材16を設けている。また、炉低壁5の
絶縁スリーブ12と少し距離を開けて、環状の絶縁材1
7を設けている。溶融炉本体2の天井壁3には、絶縁材
16を介在して電流計18を接続し、炉低壁5には絶縁
材17を介在して電流計19を接続している。さらに、
鉄皮10とアース間20には、電流計21を接続してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばごみ等の焼
却灰を溶融処理し、スラグ化した焼却灰を資源化するプ
ラズマアーク式溶融炉に関する。
【0002】
【従来の技術】灰溶融炉は、ごみ焼却灰の有効利用を図
るためのものであり、灰溶融炉により溶融した焼却灰
は、低沸点の揮散物や、金属類及びその他成分のスラグ
に分け、無害化するとともに、そのリサイクルを図って
いる。こうした焼却灰の溶融炉のニーズが増加してきて
いる。図3は、従来のプラズマアーク式灰溶融炉1を示
す。灰溶融炉1には、溶融炉本体2に囲まれた炉室6を
設けている。溶融炉本体2には、天井壁3を貫通し、断
面が円形のプラズマ電極4が垂下され、該プラズマ電極
4は天井壁3に対して、上下動できる構成になってい
る。また、プラズマ電極4は、その先端と対向する炉底
壁5に炉底電極7を設置し、これらの電極4,7間に、
プラズマ発生用の直流電源8を接続している。直流電源
8は、炉底電極7側に+を接続し、プラズマ電極4側に
−を接続している。
【0003】溶融炉本体2は、外壁を鉄皮10で覆い、
内壁は耐火材11で形成し、それらの間に耐火材11を
冷却する冷却ジャケット9を配設している。溶融炉本体
2に形成したプラズマ電極4用の貫通孔には、環状の絶
縁スリーブ12を装着し、炉底電極7が貫通する孔には
環状の絶縁スリーブ13を装着している。これら絶縁ス
リーブ12,13は、鉄皮10とプラズマ電極14及び
炉底電極7との電気的接触を防いでいる。このような構
造により、電源8がプラズマ電極4と炉底電極7間に電
気を供給すると、焼却灰14が加熱されスラグ化する。
それを炉室6から回収して、スラグの用途に合わせて再
利用される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】灰溶融炉1は、溶融炉
本体2と各電極4,7との間に絶縁スリーブ12,13
を装着し、それらの短絡を防いでいる。しかし、絶縁ス
リーブ12,13の劣化あるいは破損により、溶融炉本
体2と各電極4,7とが絶縁不良となり、電気漏れが生
じる場合がある。また、溶融炉本体2内の耐火材11は
レンガなどで形成され、耐火材11は本来絶縁物である
が、耐火材11に炉内ガスや溶融スラグが浸透すると、
耐火材の絶縁性が低下し、電気漏れが生じる場合があ
る。
【0005】電気漏れのルートについては、 プラズマ電極4−耐火材11−鉄皮10−炉低電極7 プラズマ電極4−鉄皮10−炉低電極7 プラズマ電極4−プラズマ−スラグ−耐火材11−鉄
皮10−炉低電極7 が考えられる。このような絶縁不良が生じると、灰溶融
炉1の効率不良が生じたり、迷走電流による発熱から、
鉄皮10、耐火材11が溶けてしまうことがある。本発
明は上記課題に鑑みてなされたもので、溶融炉本体とプ
ラズマ電極及び炉底電極とに絶縁不良が生じた場合に、
迷走電流の発生を容易に知ることができるプラズマアー
ク式溶融炉を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、壁部に、耐火材と該耐火材の外側を覆う
鉄皮とを備えた炉本体を構成し、該炉本体の上壁部に設
けたプラズマ電極と対向して、炉底に炉底電極を設けて
なるプラズマ式溶融炉において、前記炉本体の壁部に、
上記両電極間を電気的に絶縁する環状の絶縁材を設ける
と共に、該絶縁材を挟んでその両電極間の電流又は電圧
を計測する計測手段を設け、絶縁不良による迷走電流を
監視可能としている。
【0007】また、本発明は上記目的を達成するため
に、壁部に、耐火材と該耐火材の外側を覆う鉄皮とを備
えた炉本体を構成し、該炉本体の上壁部に設けたプラズ
マ電極と対向して、炉底に炉底電極を設けてなるプラズ
マ式溶融炉において、前記炉本体の上壁部に、前記プラ
ズマ電極を囲むように環状の絶縁材を設け、該絶縁材の
内外間の電流又は電圧を計測する計測手段を設け、絶縁
不良による迷走電流を監視可能としている。
【0008】さらに、本発明は上記目的を達成するため
に、壁部に、耐火材と該耐火材の外側を覆う鉄皮とを備
えた炉本体を構成し、該炉本体の上壁部に設けたプラズ
マ電極と対向して、炉底に炉底電極を設けてなるプラズ
マ式溶融炉において、前記炉本体の炉底に、前記炉低電
極を囲むように環状の絶縁材を設け、該絶縁材の内外間
の電流又は電圧を計測する計測手段を設け、絶縁不良に
よる迷走電流を監視可能としている。
【0009】またさらに、本発明は上記目的を達成する
ために、壁部に、耐火材と該耐火材の外側を覆う鉄皮と
を備えた炉本体を構成し、該炉本体の上壁部に設けたプ
ラズマ電極と対向して、炉底に炉底電極を設けてなるプ
ラズマ式溶融炉において、前記鉄皮をアースすると共
に、該アース電流又は電圧を計測する計測手段を設け、
絶縁不良による迷走電流を監視可能としている。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施の形態
によるプラズマアーク式溶融炉について、図面を参照し
ながら説明する。なお、従来技術と同じ部分には、同じ
符号を付して説明する。図1に示す灰溶融炉1は、溶融
炉本体2に天井壁3に形成したプラズマ電極4用の貫通
孔を設け、該貫通孔に環状の絶縁スリーブ12を装着
し、炉底壁5に形成した炉底電極7が貫通する孔には、
環状の絶縁スリーブ13を装着している。これら絶縁ス
リーブ12,13は、鉄皮10とプラズマ電極4及び炉
底電極7との電気的接触を防いでいる。
【0011】溶融炉本体2は、天井壁3に装着した絶縁
スリーブ12に少し距離を開けて、絶縁材16を設けて
いる。絶縁材16は環状であって、鉄皮10及び耐火材
11を貫通して、プラズマ電極4の上部エリアaと側部
エリアbとを電気的に絶縁している。絶縁材16の材質
は、例えば集成マイカ材、フェノール樹脂系絶縁材、エ
ポキシ樹脂系絶縁材等が使用できる。また、溶融炉本体
2の炉低壁5には、絶縁スリーブ13に少し距離を開け
て、絶縁材17を設けている。絶縁材17は上記した絶
縁材16と同じ環状形であって、鉄皮10を貫通して鉄
皮10の底部エリアcと側部エリアbとを電気的に絶縁
している。
【0012】溶融炉本体2の天井壁3には、絶縁材16
を介在して電流計18を接続している。また、溶融炉本
体2の炉低壁5には絶縁材17を介在して電流計19を
接続し、さらに側部エリアbの鉄皮10とアース間には
電流計21を接続している。なお、灰溶融炉1には、図
示しない焼却灰14の投入口や溶融スラグの出滓口等の
付帯設備を備えているが、その説明は省略している。
【0013】次に、本発明の実施の形態の作用について
説明する。図1に示すように、灰溶融炉1の炉室6に
は、図示しない投入口から炉底壁上に焼却灰14が投入
されている。灰溶融炉1の炉室6を還元雰囲気にした状
態で、直流電源8により電圧を電極4,7間に印加す
る。すると、該電極4,7間にプラズマアークが発生
し、炉室6が1000℃以上の雰囲気となり、焼却灰1
4が溶融する。焼却灰14は溶融してスラグとなり、図
示しないスラグ排出部9から排出する。
【0014】灰溶融炉1の長期使用等のため、上下の絶
縁スリーブ12,13が劣化し、絶縁不良になると、溶
融炉本体2に迷走電流が生じることがある。迷走電流が
生じると、エリアaとエリアb間に電位差が生じ、電流
計に迷走電流が流れ電気の漏れが検知できる。例えば、
絶縁スリーブ12,13や耐火材11が劣化して絶縁不
良となった場合は、プラズマ電極4−耐火材11−鉄皮
10−電流計19−鉄皮10−炉低電極7と流れる迷走
電流を監視できる。また、焼却灰14の溶融スラグを介
して迷走電流が流れるときは、プラズマ電極4−プラズ
マ−溶融スラグ−耐火材11−鉄皮10−電流計19−
鉄皮10−炉低電極7と流れる迷走電流を監視できる。
なお、迷走電流を検知した場合は、電流計19に併せて
警報機などを取り付け、すぐに作業者に知らせるように
する。
【0015】次に、本発明の第2の実施の形態によるプ
ラズマアーク式溶融炉について、図2を参照しながら説
明する。図に示すように、溶融炉本体2の鉄皮10の上
部エリアaと側部エリアbには、絶縁材16を介在して
電流計18を接続しているが、本実施例では上記第1の
実施の形態のように、溶融炉本体2の底部に絶縁材17
及び電流計19を接続していない。また、鉄皮10から
アース間に接続した電流計21も廃止している。本実施
の形態では、上下の絶縁スリーブ12,13が劣化し、
絶縁不良になると、プラズマ電極4−鉄皮10−電流計
18−鉄皮10−炉低電極7と流れる迷走電流や、プラ
ズマ電極4−耐火材11−鉄皮10−電流計18−鉄皮
10−炉低電極7と流れる迷走電流を監視できる。
【0016】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、勿論、本発明はこれに限定されることなく本発明
の技術的思想に基いて種々の変形が可能である。例え
ば、上記第2の実施の形態では、電流計及び絶縁材を天
井壁3に設けたが、炉底壁側にのみ設け、1つの電流計
により迷走電流を検知するようにしてもよい。また、鉄
皮からアース間にのみ電流計を設けてもよい。さらに、
各電流計18,19,21の代わりに電圧計を用いて迷
走電流を検知してもよい。
【0017】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、電極
部の周部に絶縁材を設け、該絶縁材を挟みこむようにし
て電流計を配設したので、プラズマアーク式溶融炉の溶
融炉本体の電極部に装着した絶縁スリーブや、壁部の耐
火材の劣化による絶縁不良を検知することができる。し
たがって、迷走電流によって、鉄皮や耐火材の破損を防
止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態によるプラズマアー
ク式溶融炉の概略断面図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態によるプラズマアー
ク式溶融炉の概略断面図である。
【図3】従来例によるプラズマアーク式溶融炉の概略断
面図である。
【符号の説明】 1 灰溶融炉 2 溶融炉本体 3 天井壁 4 プラズマ電極 5 炉底壁 6 炉室 7 炉底電極 8 直流電源 10 鉄皮 11 耐火材 12,13 絶縁スリーブ 14 焼却灰 16,17 絶縁材 18,19,21 電流計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 天野 信雄 神奈川県横浜市金沢区幸浦1丁目8番地1 三菱重工業株式会社横浜研究所内 Fターム(参考) 3K061 NB02 NB28 NB30 4K045 BA10 DA02 DA09 RB02 RB08

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 壁部に、耐火材と該耐火材の外側を覆う
    鉄皮とを備えた炉本体を構成し、該炉本体の上壁部に設
    けたプラズマ電極と対向して、炉底に炉底電極を設けて
    なるプラズマ式溶融炉において、前記炉本体の壁部に、
    上記両電極間を電気的に絶縁する環状の絶縁材を設ける
    と共に、該絶縁材を挟んでその両電極間の電流又は電圧
    を計測する計測手段を設け、絶縁不良による迷走電流を
    監視可能としたことを特徴とするプラズマアーク式溶融
    炉。
  2. 【請求項2】 壁部に、耐火材と該耐火材の外側を覆う
    鉄皮とを備えた炉本体を構成し、該炉本体の上壁部に設
    けたプラズマ電極と対向して、炉底に炉底電極を設けて
    なるプラズマ式溶融炉において、前記炉本体の上壁部
    に、前記プラズマ電極を囲むように環状の絶縁材を設
    け、該絶縁材の内外間の電流又は電圧を計測する計測手
    段を設け、絶縁不良による迷走電流を監視可能としたこ
    とを特徴とするプラズマアーク式溶融炉。
  3. 【請求項3】 壁部に、耐火材と該耐火材の外側を覆う
    鉄皮とを備えた炉本体を構成し、該炉本体の上壁部に設
    けたプラズマ電極と対向して、炉底に炉底電極を設けて
    なるプラズマ式溶融炉において、前記炉本体の炉底に、
    前記炉低電極を囲むように環状の絶縁材を設け、該絶縁
    材の内外間の電流又は電圧を計測する計測手段を設け、
    絶縁不良による迷走電流を監視可能としたことを特徴と
    するプラズマアーク式溶融炉。
  4. 【請求項4】 壁部に、耐火材と該耐火材の外側を覆う
    鉄皮とを備えた炉本体を構成し、該炉本体の上壁部に設
    けたプラズマ電極と対向して、炉底に炉底電極を設けて
    なるプラズマ式溶融炉において、前記鉄皮をアースする
    と共に、該アース電流又は電圧を計測する計測手段を設
    け、絶縁不良による迷走電流を監視可能としたことを特
    徴とするプラズマアーク式溶融炉。
JP10184151A 1998-06-30 1998-06-30 プラズマアーク式溶融炉 Pending JP2000018552A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014231952A (ja) * 2013-05-29 2014-12-11 愛知製鋼株式会社 電気炉の炉蓋スパーク発生予測装置及び炉蓋スパーク発生防止装置
CN105403762A (zh) * 2015-11-30 2016-03-16 重庆金鑫智慧科技有限公司 一种矿山杂散电流智能监测仪

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20021112