JP2000283424A - 廃棄物溶融方法および廃棄物溶融装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 誘導加熱方式を用いた廃棄物溶融装置を提供
する。 【構成】 黒鉛含有発熱体から成る溶解室１を横置きで
且つ傾斜させて設けてある。溶解室１の外周側に耐火筒
７を設け、この耐火筒７の外周側に加熱コイル２を巻回
してある。この加熱コイル２に誘導加熱装置３から交番
電流を供給すると、誘導加熱にて溶解室１自体が発熱す
る。耐火筒７をその下側からリング部材５を介して支持
する耐火性のローラ４は、モータにて回転駆動力を与え
られ、耐火筒７及び溶解室１の全体をその筒軸回りに回
転させる。ホッパー１４内に貯留されている廃棄物は、
廃棄物搬送装置１３にて搬送管１２の入口端へと搬送さ
れ、更にこの廃棄物は、搬送管１２の下り傾斜によって
溶解室１内へと投入される。溶解室１内に投入された廃
棄物は、溶解室１の壁面に接触し、この溶解室１の壁面
の発熱にて溶融し、排出口１ｂから流下する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、焼却により発生す
る焼却灰や飛灰などの廃棄物を誘導加熱により溶融する
方法およびこれに使用する溶融装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ゴミの埋め立て処分場の用地確保
が困難な状況となっており、可燃性のゴミについては、
焼却によって容積を１／１０程度とした焼却灰とし、こ
の焼却灰を処分したり或いはリサイクルすることが試み
られている。しかしながら、焼却灰中に未燃物や不燃物
が残存するなどの理由でリサイクルは容易でなく、ま
た、焼却灰を廃棄処分するにもその処分場の確保が容易
でないことから、この焼却灰を溶融して減容固化する処
理の必要性が高まっている。

【０００３】このような焼却灰を減容固化する方法とし
ては、アーク炉方式、キューポラ方式、及び誘導加熱方
式が知られているが、設備費、運転コスト、減容効果、
或いは保守点検等の観点から、誘導加熱方式が注目され
る。誘導加熱方式を用いた従来の廃棄物溶融方法は、特
開平８−８２４０８号公報に開示されている。この従来
方法は、黒鉛質発熱体ブロックを溶解室内に入れてお
き、前記溶解室の外周側に巻回した加熱コイルに交番電
流を通電して前記黒鉛質発熱体ブロックを誘導加熱した
状態で溶解室内に廃棄物を投入して溶融し、この溶融し
た溶融物（スラグ）を排出口から取り出し、水冷して砂
状スラグを形成する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法では、溶解室内で黒鉛質発熱体ブロックと廃棄
物とを混合しており、黒鉛質発熱体ブロックが酸化磨耗
によって次第に小さくなり、これが溶融物の排出口に詰
まるおそれがある。また、焼却灰と低融点化合物を形成
する炭酸ナトリウムやカルシウムなどの添加剤を使って
溶融温度を下げる方法を採る場合、これらの添加剤は強
アルカリとなって溶解室壁に悪影響を及ぼし、溶解室の
寿命を縮める。

【０００５】この発明は、上記の事情に鑑み、電磁誘導
にて発熱するものとしてブロック体を用いずに電磁誘導
による発熱を生じさせて廃棄物を溶融する廃棄物溶融方
法および廃棄物溶融装置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】この発明の廃棄物溶融方
法は、上記の課題を解決するために、電磁誘導によって
発熱する素材にて形成された筒状の溶解室内に廃棄物を
投入するとともに、前記溶解室の外周側に巻回した加熱
コイルに交番電流を通電して溶解室自体を発熱させ、こ
の発熱にて前記廃棄物を溶融することを特徴とする。

【０００７】かかる方法であれば、電磁誘導にて発熱す
るものとしてブロック体を用いる場合の欠点、すなわ
ち、当該ブロック体が溶融物排出口において詰まるとい
うおそれを解消できる。また、溶解室自体が電磁誘導に
よって発熱する素材から成り、この素材としてアルカリ
に強い素材を選択することが可能であるから、添加剤に
よる溶解室の悪影響も防止し得る。

【０００８】前記筒状の溶解室を横置きに設け、筒軸回
りに溶解室を回転させながら前記廃棄物を溶融するのが
良い。これによれば、溶解室内に投入された廃棄物は溶
解室の回転による攪拌によってこの溶解室内壁に接触す
る機会が多く与えられ、この溶解室の壁面が発する熱の
享受が促進されることで廃棄物の溶融が円滑に行われ
る。

【０００９】ここで、筒状の溶解室を水平横置きに設け
た場合には、溶融物の取り出しが行い難く、筒状の溶解
室を縦置きに設けた場合には、廃棄物が溶解室の中央に
位置するために溶解室内壁に接触し難い。前記筒状の溶
解室を横置きに且つ傾斜させて設け、溶解室の上り傾斜
側の端に設けた開口から廃棄物を投入し、溶解室の下り
傾斜側の端に設けた開口から溶融物を取り出すのが良
い。これによれば、廃棄物を溶解室内壁に接触させるこ
とと、溶融物の取り出しの容易化を両立させることがで
きる。

【００１０】この発明の廃棄物溶融装置は、電磁誘導に
よって発熱する素材にて筒状に形成され、一方の端面側
には廃棄物を投入するための廃棄物投入口が形成され、
他方の端面側には溶融物を取り出すための排出口が形成
された溶解室と、前記溶解室の外周側に巻回された加熱
コイルと、前記加熱コイルに交番電流を供給する交番電
流発生手段と、を備えたことを特徴とする。

【００１１】前記筒状の溶解室を横置きに支持すると共
にこの溶解室を筒軸回りに回転させる回転手段を設ける
のが良い。また、前記筒状の溶解室を横置きに且つ傾斜
させて設け、前記廃棄物投入口を前記溶解室の上り傾斜
側の端に形成し、前記排出口を前記溶解室の下り傾斜側
の端に形成するのが良い。

【００１２】前記筒状の溶解室の外周面を覆うようにこ
れに当接して或いは密閉空間を介して耐火筒が設けられ
ているのが良い。これによれば、溶解室回りの強度が向
上する。また、溶解室からの熱の逃げを低減できる。

【００１３】前記廃棄物投入口に蓋を開閉自在に設けて
もよい。溶解室に廃棄物を投入した後に前記蓋を閉じる
ことで、廃棄物投入口からの熱の逃げを低減できる。

【００１４】前記廃棄物を貯留する貯留部と、この貯留
部から廃棄物を取り出してこれを前記溶解室内へ搬送す
る廃棄物供給装置とを設けてもよい。これによれば、溶
解室への廃棄物の自動供給や定量供給が可能になる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
１乃至図３を参照しながら説明する。図１は廃棄物溶融
方法において使用する水平配置型の廃棄物溶融装置の概
略を示した説明図であって同図（ａ）は正面側から見た
図であり、同図（ｂ）は端面（側面）側から見た図であ
る。図２は廃棄物溶融方法において使用する傾斜配置型
の廃棄物溶融装置の概略を示した説明図である。図３は
回転する溶解室内の廃棄物の様子を示した説明図であっ
て同図（ａ）は溶解室内に廃棄物が投入された当初の状
態を示し、同図（ｂ）は溶解室が少し回転した状態を示
し、同図（ｃ）は溶解室が更に回転した状態を示してい
る。

【００１６】溶解室１は電磁誘導によって発熱する素材
にて形成されている。この実施形態では、前記素材とし
て比較的安価で耐食性に優れた黒鉛含有発熱体（この黒
鉛含有発熱体は、例えば、電気炉用電極カーボンとして
使用されている）を用いている。黒鉛含有発熱体を円筒
形状に形成して成る溶解室１は横置きに設けられ、その
一方の端面側には廃棄物を投入するための廃棄物投入口
１ａを形成し、他方の端面側には溶融物を取り出すため
の排出口１ｂを形成してある。図２に示す溶解室１は横
置きで且つ傾斜させてあり、廃棄物投入口１ａは溶解室
１の上り傾斜側の端に形成され、排出口１ｂは溶解室１
の下り傾斜側の端に形成されている。溶解室１の両端外
周側には耐火性のリング部材５が嵌合されている。溶解
室１をその下側から前記リング部材５を介して支持する
耐火性のローラ４は、図示しない回転駆動力発生手段
（例えば、モータ）にて回転駆動力を与えられ、前記円
筒状の溶解室１をその筒軸回りに回転させる。

【００１７】前記溶解室１の外周側には加熱コイル２が
巻回されている。この加熱コイル２は、交番電流発生手
段である誘導加熱装置３に接続されている。この誘導加
熱装置３から加熱コイル２に交番電流が印加されると、
電磁誘導作用によって溶解室１の表面にうず電流が流
れ、このうず電流損等によって溶解室１自体が発熱する
ことになる。

【００１８】前記誘導加熱装置３にて加熱コイル２に交
番電流を通電して溶解室１を発熱させ、廃棄物投入口１
ａから廃棄物を溶解室１内に投入すると、この投入され
た廃棄物が溶解室１の内壁に接触して加熱され、廃棄物
中の未燃物は燃焼し、残りは溶融してスラグとなり、排
出口１ｂから取り出される。スラグの処理については特
に問わない。

【００１９】溶解室１内に投入された廃棄物Ａが熱の発
生箇所である溶解室１の内壁面に接する機会を多く与え
るために、例えば溶解室１に耐火性の攪拌棒を挿入して
廃棄物Ａを攪拌することも考えられるが、この実施形態
では、溶解室１をその筒軸回りに回転させることで、廃
棄物Ａが溶解室１の内壁面に接する機会を多く与えるこ
とを実現している。具体的には、廃棄物投入口１ａから
投入された廃棄物Ａがはじめ図３（ａ）に示すように位
置しているとする。溶解室１が回転するうちに、内壁に
接している廃棄物Ａの部分は図３（ｂ）に示すように溶
融し、接触していない部分は未溶解となっている。この
未溶解部分は溶解室１の更なる回転により、図３（ｃ）
に示すように、崩れ落ちて溶解室１の内壁に接触し、こ
の内壁から高熱を得て溶解することになる。

【００２０】ここで、従来は、電磁誘導にて発熱するも
のとしてブロック状黒鉛を用い、これを廃棄物中に混入
するために当該ブロック状黒鉛が溶融物排出口において
詰まるおそれがあったが、この発明では電磁誘導にて発
熱するのは溶解室自体であるから、このような欠点は生
じないことになる。また、電磁誘導によって発熱する溶
解室の素材としてアルカリに強い素材を選択することが
可能であるから、添加剤による溶解室の悪影響も防止し
得る。

【００２１】次に、図４および図５を参照して廃棄物溶
融装置の具体的構成を説明する。まず、図４に示してい
る廃棄物溶融装置は、黒鉛含有発熱体から成る溶解室１
を水平横置きに設けてある。溶解室１の外周側には耐火
筒７が設けられている。耐火筒７と溶解室１との間であ
って当該溶解室１の両端外周側にはリング状を成す耐火
性の密閉サポート部材６が嵌合されており、この密閉サ
ポート部材６によって溶解室１と耐火筒７との間に密閉
空間が形成されている。上記耐火筒７により、溶解室回
りの強度が向上し、溶解室１からの熱の逃げを低減でき
る。耐火筒７の外周側に加熱コイル２が巻回されてお
り、この加熱コイル２に誘導加熱装置３から交番電流を
供給するようにしてある。なお、このように耐火筒７の
外周に加熱コイル２を巻回しているため、溶解室１が発
する熱による加熱コイル２の熱ダメージが低減されるこ
とになる。

【００２２】溶解室１の一方の端面側には廃棄物を投入
するための廃棄物投入口１ａが当該溶解室１の内径と略
同径に形成されており、他方の端面側には黒鉛含有発熱
体から成る壁面部が形成され、この壁面部の中央部分を
貫通させることで溶融物を取り出すための排出口１ｂが
当該溶解室１の内径よりも小径に形成されている。この
ように排出孔１ｂを形成することで、溶融物が排出口１
ｂから排出される際にも、前記黒鉛含有発熱体から成る
壁面部にて溶融物に熱が与えられるから、溶融物が排出
口付近で固化してしまうという事態を防止できる。

【００２３】前記廃棄物投入口１ａが形成されている側
には、耐火性のハッチ装置９が設けられている。このハ
ッチ装置９には、廃棄物投入口１ａと同径でこれに通じ
る開口９ａおよびこの開口９ａを閉じる蓋９ｂが設けら
れている。廃棄物の溶融時、前記蓋９ｂを閉じること
で、廃棄物投入口１ａからの熱の逃げを低減することが
できる。また、前記排出口１ｂが形成されている側に
は、耐火性の壁部材１０が設けられている。この壁部材
１０の中央部には、排出口１ｂと同径でこれに通じる開
口１０ａが形成されている。

【００２４】耐火筒７の両端外周側には耐火性のリング
部材５が嵌合されている。耐火筒７をその下側から前記
リング部材５を介して支持する耐火性のローラ４は、図
示しない回転駆動力発生手段（例えば、モータ）にて回
転駆動力を与えられ、耐火筒７、壁部材１０、リング部
材５、ハッチ装置９及び溶解室１の全体をその筒軸回り
に回転させる。

【００２５】図５に示している廃棄物溶融装置は、黒鉛
含有発熱体から成る溶解室１を横置きで且つ傾斜させて
設けてある。溶解室１の外周側には耐火筒７が設けられ
ている。耐火筒７と溶解室１との間であって当該溶解室
１の両端外周側にはリング状を成す耐火性の密閉サポー
ト部材６が嵌合されており、この密閉サポート部材６に
よって溶解室１と耐火筒７との間に密閉空間が形成され
ている。上記耐火筒７により、溶解室回りの強度が向上
し、溶解室１からの熱の逃げを低減できる。耐火筒７の
外周側に加熱コイル２が巻回されており、この加熱コイ
ル２に誘導加熱装置３から交番電流を供給するようにし
てある。なお、このように耐火筒７の外周に加熱コイル
２を巻回しているため、溶解室１が発する熱による加熱
コイル２の熱ダメージが低減されることになる。

【００２６】溶解室１の一方の端面側には廃棄物投入口
１ａが形成されており、他方の端面側には黒鉛含有発熱
体から成る壁面部が形成され、この壁面部の中央部分を
貫通させることで溶融物を取り出すための排出口１ｂが
当該溶解室１の内径よりも小径に形成されている。溶融
物が排出口１ｂから排出される際にも、前記黒鉛含有発
熱体から成る壁面部にて溶融物に熱が与えられるから、
溶融物が排出口付近で固化することはない。

【００２７】前記廃棄物投入口１ａが形成されている側
には、耐火性の壁部材１１が設けられている。この壁部
材１１の中央部には、廃棄物投入口１ａよりも小径の開
口１１ａが形成されている。また、前記排出口１ｂが形
成されている側には、耐火性の壁部材１０が設けられて
いる。この壁部材１０の中央部には、排出口１ｂと同径
でこれに通じる開口１０ａが形成されている。

【００２８】耐火筒７の両端外周側には耐火性のリング
部材５が嵌合されている。耐火筒７をその下側からリン
グ部材５を介して支持する耐火性のローラ４は、図示し
ない回転駆動力発生手段（例えば、モータ）にて回転駆
動力を与えられ、耐火筒７、壁部材１０，１１、リング
部材５及び溶解室１の全体をその筒軸回りに回転させ
る。

【００２９】下り傾斜に設けられた搬送管１２の出口端
（下側端）が前記壁部材１１の回転を許容するように開
口１１ａに入り込んでいる。搬送管１２の入口端（上
端）は廃棄物供給装置１３に連通されている。廃棄物供
給装置１３は回転スクリュを備えており、自動制御によ
ってホッパー１４内に貯留されている廃棄物を前記搬送
管１２の入口端へと一定時間に所定量搬送する。搬送管
１２の入口端へ供給された廃棄物は、この搬送管１２の
下り傾斜によって溶解室１内へと投入される。かかる構
成により、溶解室１への廃棄物の自動供給や定量供給が
可能になる。

【００３０】なお、以上の例では、溶解室１を円筒形状
に形成したが、角筒形状に形成してもよい。更に、溶解
室を錐筒状とすることで、溶解室自体を傾斜させずに溶
解室内壁に傾斜を持たせることが可能である。また、耐
火筒７を密閉空間を介して溶解室１の外周面側に配置し
たが、耐火筒７を溶解室１の外周面に密接させて配置し
てもよい。また、溶解室１を耐火筒７に対して交換可能
に設けておけば、耐火筒７を長期に渡って使用すること
ができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、電磁誘導にて発熱するものとしてブロック体を用い
る場合の欠点、すなわち、当該ブロック体が溶融物排出
口において詰まるというおそれを解消できる。また、溶
解室自体が電磁誘導によって発熱する素材から成り、こ
の素材としてアルカリに強い素材を選択することが可能
であるから、添加剤による溶解室の悪影響も防止し得
る。

【００３２】溶解室を横置きして回転させるので、溶解
室内に投入された廃棄物は溶解室の回転による攪拌によ
ってこの溶解室内壁に接触する機会が多く与えられ、こ
の溶解室が発する熱の享受が促進されることで廃棄物の
溶融が円滑に行われることになる。

【００３３】溶解室を横置きで且つ傾斜させて設けるの
で、廃棄物を溶解室内壁に接触させることと、溶融物の
取り出しの容易化を両立させることができる。

【００３４】溶解室の外周面を耐火筒で覆うので、溶解
室回りの強度が向上するとともに、溶解室からの熱の逃
げを低減できる。また、前記廃棄物投入口に蓋を設ける
ので、廃棄物投入口からの熱の逃げを低減できる。

【００３５】搬送装置によって廃棄物を溶解室内へ搬送
するようにしたので、溶解室への廃棄物の自動供給や定
量供給が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の廃棄物溶融方法で用いる水平配置型
の廃棄物溶融装置の概略を示した説明図であって、同図
（ａ）は正面側から見た図であり、同図（ｂ）は端面
（側面）側から見た図である。

【図２】この発明の廃棄物溶融方法で用いる傾斜配置型
の廃棄物溶融装置の概略を示した説明図である。

【図３】同図（ａ）乃至同図（ｃ）は、この発明の廃棄
物溶融方法において、回転する溶解室内の廃棄物の様子
を示した説明図である。

【図４】この発明の水平配置型で蓋を備える廃棄物溶融
装置の説明図（一部断面で表している）である。

【図５】この発明の傾斜配置型で廃棄物搬送装置を備え
る廃棄物溶融装置の説明図（一部断面で表している）で
ある。

【符号の説明】

１ 溶解室 ２ 加熱コイル ３ 誘導加熱装置 ４ ローラ ７ 耐火筒 ９ ハッチ装置 １２ 廃棄物供給装置 １３ ホッパ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁誘導によって発熱する素材にて形成
   された筒状の溶解室内に廃棄物を投入するとともに、前
   記溶解室の外周側に巻回した加熱コイルに交番電流を通
   電して溶解室自体を発熱させ、この発熱にて前記廃棄物
   を溶融することを特徴とする廃棄物溶融方法。
2. 【請求項２】 前記筒状の溶解室を横置きに設け、筒軸
   回りに溶解室を回転させながら前記廃棄物を溶融するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の廃棄物溶融方法。
3. 【請求項３】 前記筒状の溶解室を横置きに且つ傾斜さ
   せて設け、溶解室の上り傾斜側の端に設けた開口から廃
   棄物を投入し、溶解室の下り傾斜側の端に設けた開口か
   ら溶融物を取り出すことを特徴とする請求項１又は請求
   項２に記載の廃棄物溶融方法。
4. 【請求項４】 電磁誘導によって発熱する素材にて筒状
   に形成され、一方の端面側には廃棄物を投入するための
   廃棄物投入口が形成され、他方の端面側には溶融物を取
   り出すための排出口が形成された溶解室と、前記溶解室
   の外周側に巻回された加熱コイルと、前記加熱コイルに
   交番電流を供給する交番電流発生手段と、を備えたこと
   を特徴とする廃棄物溶融装置。
5. 【請求項５】 前記筒状の溶解室を横置きに支持すると
   共にこの溶解室を筒軸回りに回転させる回転手段を設け
   たことを特徴とする請求項４に記載の廃棄物溶融装置。
6. 【請求項６】 前記筒状の溶解室を横置きに且つ傾斜さ
   せて設け、前記廃棄物投入口を前記溶解室の上り傾斜側
   の端に形成し、前記排出口を前記溶解室の下り傾斜側の
   端に形成したことを特徴とする請求項４又は請求項５に
   記載の廃棄物溶融装置。
7. 【請求項７】 前記筒状の溶解室の外周面を覆うように
   これに当接して或いは密閉空間を介して耐火筒が設けら
   れていることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいず
   れかに記載の廃棄物溶融装置。
8. 【請求項８】 前記廃棄物投入口に蓋が開閉自在に設け
   られていることを特徴とする請求項４乃至請求項７のい
   ずれかに記載の廃棄物溶融装置。
9. 【請求項９】 前記廃棄物を貯留する貯留部と、この貯
   留部から廃棄物を取り出してこれを搬送し前記溶解室内
   へ投入する廃棄物供給装置とを設けたことを特徴とする
   請求項４乃至請求項７のいずれかに記載の廃棄物溶融装
   置。