JP2001208307A - 溶融炉及びその出湯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶湯の上層（溶融スラグ）を排出することな
く、その下層から溶湯（溶融メタル）を必要量だけ抜き
出す。 【解決手段】 炉体２に溶湯の出滓口２２と別に出湯口
２４を、炉体２の内周に対して外側にかつ、溶湯の出滓
口２２よりも高い位置に設け、これを開閉蓋２７と砂と
により開閉可能に閉塞し、炉体２を傾動機構１０により
傾動して、溶湯６を出湯口２４上に移動してから出湯口
２４を開放して、溶湯６を排出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、焼却灰（主焼却
灰、飛灰）や金属の溶融に使用する溶融炉及びその出湯
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、都市ごみや産業廃棄物などの焼却
により発生する焼却灰をさらに減容化、無害化するため
に、焼却灰を溶融処理する灰溶融炉が注目されている。
その一つに電気を熱源とする灰溶融炉がある。この電気
溶融方式には、アーク方式、プラズマ方式等があり、各
方式とも熱源加熱の方式が異なるが、炉底のメタルによ
るフライパン効果を期待した加熱溶融が行われる。これ
らの灰溶融炉によれば、炉内で加熱された焼却灰は一定
時間経過すると溶け出し、焼却灰に混入している重い金
属類（鉄、銅など）は下層に沈殿し、溶融された軽い灰
はスラグとなって上層に浮遊する。すなわち溶湯は下に
溶融メタルの層、上に溶融スラグの層になって分離され
る。そこに新たに焼却灰が供給されると、同様に加熱さ
れ、これが溶融メタル、溶融スラグに分離される。この
ようにして徐々に溶湯の湯面が上昇されていき、湯面が
出滓口まで上がってくると、溶湯上層の溶融スラグが炉
外に排出される。排出された溶融スラグは水冷又は空冷
の方法により固化される。このようにして焼却灰は溶融
により、スラグとなって、２分の１から３分の１程度に
減容される。なお、溶融スラグは重金属の溶出が防止さ
れるため、建設資材などに再利用することができる。

【０００３】さて、このような灰溶融炉では、溶融メタ
ルはプラズマアークを安定させるのに必要不可欠である
ものの、溶融メタルが溜まり過ぎ、溶融スラグの量が過
少になると、焼却灰の溶融に支障をきたす。また、炉内
の溶融メタルの層が出滓口まで上がってくると、これが
炉外に排出されて溶融スラグに混ざってしまう。このた
め、溶湯から溶融メタルを必要量だけ抜き出す必要があ
る。従来は灰溶融炉に傾動装置を設けていて、溶融運転
を中止してから、炉体を傾動して、その出滓口から溶湯
をオーバーフローさせて溶融メタルを必要量だけ排出し
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
灰溶融炉における溶融メタルの排出方式では、次のよう
な問題がある。 （１）炉体の傾動により、溶融メタルを溶融スラグの出
滓口から流し出すため、溶融メタルを排出する前にまず
溶融スラグを全て抜き出す必要があり、作業効率が悪
く、溶融メタルの排出に多くの時間を必要とする。ま
た、灰溶融運転上、溶融メタル層上に常に一定量の溶融
スラグを浮遊させておく必要があり、本来、溶融スラグ
を全て抜き出すことは好ましくない。 （２）（１）により、溶融メタルの排出中に、焼却灰を
溶融できないため、灰溶融炉の運転を長時間に亘り停止
する必要がある。なお、灰溶融炉の運転中、炉内に供給
された焼却灰は徐々に溶湯中に溶かされていくが、この
運転中に炉体を傾動した場合、新たに供給された焼却灰
は溶湯の上に浮いて溶湯に溶けないうちに炉本体の傾動
方向に流れる溶湯とともに出滓口から排出されてしまう
ため、この点からも、炉の運転中には炉体の傾動による
出湯を行うことができない。 （３）炉体の傾動により、溶融メタルを溶融スラグの出
滓口から流し出すため、溶融メタルがスラグ水砕層に排
出され、その排出速度によっては水蒸気爆発が発生する
虞があり、作業上、十分な注意が必要になっている。 本発明は、このような従来の問題を解決し、この種の溶
融炉及びその出湯装置において、溶湯の上層を排出する
ことなく、その下層から溶湯を必要量だけ抜き出すこ
と、しかもその排出を炉の運転中でも行えること、また
その作業上安全性を十分に確保できることを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の溶融炉においては、炉体に炉底から所定の
高さに形成された溶湯の出滓口と、炉体の内部にその内
周に対して外側にかつ、溶湯の出滓口よりも高い位置に
形成された出湯口と、出湯口を開閉可能な閉塞部材とを
備え、傾動機構を用いて炉体を傾動することにより、溶
湯を出湯口上に移動し、出湯口を通じて溶湯をその下層
から抜き出すようにしている。また、本発明の溶融炉の
出湯装置においては、炉体の内部にその内周に対して外
側にかつ、溶湯の出滓口レベルよりも高い位置に形成さ
れた出湯口と、炉体の外側に、出湯口に対して開閉可能
に配置され、出湯口を閉塞可能な開閉蓋と、炉体を傾動
する傾動機構とを備え、傾動機構により炉体を傾動する
ことにより、溶湯を出湯口上に移動し、出湯口を通じて
溶湯をその下層から抜き出すようにしている。これによ
り、溶湯の上層を排出することなく、その下層から溶湯
を必要量だけ抜き出すことができ、しかもその排出を炉
の運転中でも行うことができる。また、その作業上安全
性を十分に確保することができる

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の溶融炉
は、炉体に炉底から所定の高さに形成された溶湯の出滓
口と、炉体の内部にその内周に対して外側にかつ、溶湯
の出滓口よりも高い位置に形成された出湯口と、出湯口
を開閉可能な閉塞部材とを備えたものである。本発明の
請求項２に記載の溶融炉の出湯装置は、炉体の内部にそ
の内周に対して外側にかつ、溶湯の出滓口レベルよりも
高い位置に形成された出湯口と、炉体の外側に、出湯口
に対して開閉可能に配置され、出湯口を閉塞可能な開閉
蓋と、炉体を傾動する傾動機構とを備えたものである。
本発明の請求項３に記載の溶融炉の出湯装置は、請求項
２の構成において、出湯口が炉体周囲において出滓口か
ら９０度乃至１８０度の範囲に任意に設けられているも
のである。本発明の請求項４に記載の溶融炉の出湯装置
は、請求項２又は３の構成において、炉底と出湯口との
間に溶湯を案内するための傾斜面を備えているものであ
る。本発明の請求項５に記載の溶融炉の出湯装置は、請
求項２乃至４のいずれかの構成において、出湯口は筒状
に形成され、その内部に耐火物が充填されるものであ
る。本発明の請求項６に記載の溶融炉の出湯装置は、請
求項５の構成において、炉体の出湯口上に昇降可能に配
置され、出湯口に連結して出湯口と流体及び／又は耐火
物の供給元とを連通する連結筒を備えているものであ
る。本発明の請求項７に記載の溶融炉の出湯装置は、請
求項２乃至６のいずれかの構成において、炉体の出湯口
上に昇降可能に配置され、出湯口を炉体の内側で閉塞可
能な閉塞部材を備えるものである。本発明の請求項８に
記載の溶融炉の出湯装置は、請求項１乃至７のいずれか
の構成において、傾動機構は、炉体を傾動可能に支持す
る支持装置と、炉体を傾動する駆動装置とを備えるもの
である。上記構成から、傾動機構により炉体をその出湯
口を下げる方向に傾動していくと、炉内の溶湯が出湯口
上に移動され、出湯口の外側の開閉蓋の開動により、溶
湯が出湯口を通じて排出される。焼却灰の溶融の場合、
溶湯のうち、下層の溶融メタルのみを必要量だけ排出す
ることができ、上層に溶融スラグを保持することができ
る。このようにして溶融メタルの層の上に常に溶融スラ
グを浮遊させることができ、また、溶融炉の運転中、炉
内に新たに供給した焼却灰が溶湯の上に浮いて溶湯中に
溶けないうちに、炉体を傾動して出湯しても、出湯口か
ら溶湯下層の溶融メタルのみを排出するので、炉内に新
たに供給した焼却灰を出湯口から排出することなく、徐
々に溶湯中に溶かすことができる。したがって、溶融炉
の運転中でも、炉体を傾動し、溶湯の排出を行うことが
できる。また、溶湯の出滓口と別に出湯口を設け、溶湯
の上層と下層とを異なる排出経路で排出するので、溶湯
の排出を安全かつ効率的に行うことができる。

【０００７】以下、本発明の実施例について図を用いて
説明する。図１乃至図４は本発明の第１の実施例を示
し、図１、図２は灰溶融炉及びその出湯装置の構成を示
す断面図であり、図３は同灰溶融炉の炉体の平面図であ
り、図４は同灰溶融炉の部分拡大断面図である。 （実施例１）ここで、灰溶融炉１はプラズマ方式の電気
炉として構成され、出湯装置１１は、この灰溶融炉１の
炉体２に備えた出湯口２４とその開閉蓋２７と、炉体２
を傾動する傾動機構１０とにより構成される。

【０００８】図１、図２において、灰溶融炉１は、電極
（負極側）３を設置された炉体２と、電極（正極側）４
を垂下された天壁５とを備える。ここで炉体２は、その
周壁（灰溶融炉１の前部に相当する位置）２０に炉底２
１から所定の高さに溶湯の出滓口２２を備える。灰溶融
炉１において、焼却灰の加熱溶融とともに溶湯の湯面を
上昇させて、この出滓口２２からオーバーフローさせる
ことにより、溶湯６上層の溶融スラグ６１を連続滴下に
より排出する。

【０００９】この炉体２にはまた、溶湯の出滓口２２に
対向する後部に炉体２内部の内周に対して外側にかつ、
溶湯の出滓口２２よりも僅かに高い位置に段部２３が外
周方向に突出され、この段部２３に溶湯６を抜き出すた
めの出湯口２４が下方向に向けて設けられている。な
お、出湯口２４は耐火材により円筒状に形成され、その
炉内側開口端２４０の内周にあっては開口を拡径されて
テーパ状に形成されている。このようにして出湯口２４
は、出滓口２２レベルよりも僅かに高い位置を設定され
て設けられている。また、炉体２の内周面において段部
２３に対応する縁部２５は段部２３よりも低いレベルを
設定されていて、この縁部２５と出湯口２４との間に緩
やかな傾斜面２６が形成されている。この傾斜面２６
は、図１及び図２中に想像線で示すように、炉底２１と
段部２３との間に直接形成されていてもよい。このよう
にして傾斜面２６は、炉底２１と段部２３（出湯口２
４）との間に炉底２１側から段部２３に向けて上方に傾
斜され、溶湯６の排出に際して溶湯６を出湯口２４へ円
滑に案内する流路をなす。なお、この段部２３及び出湯
口２４は、図３に想像線で示すように、炉体２周囲にお
いて出滓口２２から９０度乃至１８０度の範囲に任意に
設けることができ、灰溶融炉１周辺に設置される集塵
機、焼却灰供給装置又はこれらに附帯するダクトなど、
各種装置に干渉しない位置が適宜選択される。

【００１０】また、図４に示すように、天壁５の後部に
炉体２の段部２３上を低い位置で覆う上壁５０を備え、
この上壁５０には出湯口２４の直上位置に貫通穴５１が
設けられている。この貫通穴５１に連結器７が昇降装置
７１により支持されて、昇降可能に配置されている。こ
の連結器７は、耐火材により、出湯口２４に接続可能な
長さ及び外径を有する円筒状に形成されていて、通常そ
の上昇により出湯口２４の上方に待機され、その下降に
より出湯口２４に接続されて、流体の供給や耐火物の供
給に用いられる。なお、連結器７の上部は漏斗状に広い
開口７０になっている。図示しているように、流体供給
装置８の供給口８０が連結器７に上部開口７０から挿入
され、流体供給装置８から供給された圧縮空気又は窒素
ガスなどが連結器７を通して出湯口２４に吹き込まれ
る。また、耐火物供給装置９の供給口９０が連結器７の
上部開口７０上に配置され、耐火物供給装置９の砂貯蔵
槽から一定量の砂が落とされて、これが連結器７を通し
て出湯口２４に詰められる。

【００１１】このようにして設けられた出湯口２４は、
図４に示すように、閉塞部材により開閉可能に閉塞され
る。ここで閉塞部材は、耐火物と、開閉蓋２７とを備え
る。耐火物には砂Ｓが用いられ、これが出湯口２４内に
充填される。なお、砂Ｓの充填方法は上述したとおりで
ある。開閉蓋２７は、炉体２の外側に、出湯口２４に対
して開閉可能に配置され、図示されないアクチュエータ
により駆動される。なお、ここでアクチュエータに油圧
シリンダなどが用いられ、開閉蓋２７は出湯口２４を閉
じる閉位置と出湯口２４を開ける開位置との間をスライ
ド可能に取り付けられている。

【００１２】図１、図２において、炉体２の傾動機構１
０は、炉体２を傾動可能に支持する支持装置１１０と、
炉体２を傾動する駆動装置１２０とにより構成される。
ここで支持装置１１０は、回転軸１１１と、これを枢支
する一対の軸受１１２とを備える。炉体２の傾動中心が
炉体２の外側底面で出湯口２４側所定の位置に設定さ
れ、回転軸１１１は炉体２側に固定されるとともに、一
対の軸受１１２はこの回転軸１１１を支持可能に炉体２
の両側に設置される。また、駆動装置１２０には一対の
油圧シリンダ１２１が用いられる。これらの油圧シリン
ダ１２１は、支持装置１１０とは反対側、すなわち炉体
２の出滓口２２側下方に設置され、その作動端が外側底
面の所定位置に連結される。このような傾動機構１０に
より、炉体２は、通常、溶湯６の湯面を水平に保持可能
な水平位置に保持されていて、溶湯の排出に際して、油
圧シリンダ１２１の作動により炉体２の前側が上方に押
し上げられ、炉体２は一対の軸受１１２に支持された回
転軸１１１を支点に、出滓口２２レベルに対して出湯口
２４レベルを下げていく方向に傾動される。なお、傾動
機構１０は他の公知手段に変更することができ、例えば
支持装置を回転軸や軸受に代えて、炉体を揺動可能に支
持するロッカーレールを用い、炉体を傾動シリンダで傾
動するようにしてもよい。

【００１３】なお、図１において、１３は焼却灰供給装
置であり、灰溶融炉１の近傍に設置され、その供給口１
３０が炉体２の天壁５又は周壁２０に連結されている。
この焼却灰供給装置１３により一定量の焼却灰が炉体２
内に連続投入可能である。

【００１４】次に、この灰溶融炉１の出湯方式（溶融メ
タルの排出方式）について図１乃至図４、さらに図５乃
至図１０を用いて説明する。通常、図１に示すように、
炉体２は傾動機構１０に支持されて、溶湯６の湯面を水
平に保持可能な水平位置に固定されている。なお、出湯
口２４は、図５に示すように、耐火物の砂Ｓと開閉蓋２
７とにより閉塞されている。図１において、炉体２内に
投入された焼却灰は炉内の加熱により一定時間経過する
と溶け出し、重い金属類は溶融メタル６２になって下層
に沈み、軽い灰は溶融スラグ６１となって上層に浮く。
そこに新たに焼却灰が投入され、同様に加熱溶融され
て、これが溶融メタル６２、溶融スラグ６１に分離され
ていく。このようにして溶湯６の湯面が徐々に上昇し、
出滓口２２まで上がっていく。さらに焼却灰が連続投入
されて、これと同量の溶湯６、すなわち上層の溶融スラ
グ６１が出滓口２２から連続滴下により排出されてい
く。なおこのとき、炉体２に設けている段部２３は出滓
口２２レベルよりも高い位置にあるので、溶湯６の湯面
は段部２３まで上がらない。一方、この焼却灰の連続溶
融により、炉体２内で溶融メタル６２層が増大し、その
レベルが上昇していく。この溶融メタル６２層の上昇に
より溶融スラグ６１層が極端に減少すると、焼却灰の溶
融に支障があるため、溶融メタル６２層が所定の位置ま
で上がってきたところで、傾動機構１０が起動され、炉
体２が傾動されて、出湯口２４から溶融メタル６２の一
部が排出される。

【００１５】すなわち、図２に示すように、油圧シリン
ダ（駆動装置）１２１の駆動により炉体２が回転軸１１
１を支点に出湯口２４を下げる方向に傾動されていき、
溶湯６が傾斜面２６に案内されて段部２３上に流動さ
れ、出湯口２４上に移動される。なお、炉体２は所定の
傾動角度で停止される。

【００１６】炉体２の炉底２１と段部２３との間に移動
された溶湯６が、図６に示すように、上下に分離され、
溶融スラグ６１の層と溶融メタル６２の層とを形成する
と、図７に示すように、出湯口２４の外側の開閉蓋２７
がアクチュエータにより開動され、出湯口２４が開かれ
る。これにより、出湯口２４に充填されている砂Ｓが出
湯口２４から流出され、これに続いて全開の出湯口２４
を通じて溶湯６が排出される。このとき、出湯口２４か
らは溶湯６下層の溶融メタル６２が排出されていく。

【００１７】所定量の溶融メタル６２が排出されたとこ
ろで、傾動機構１０が起動され、炉体２が元の水平位置
に傾動復帰される。この場合、炉体２は水平位置に向け
て急速に駆動される。この傾動により、段部２３上の溶
湯６は炉底２１に向けて流れ落ちていくとともに、出湯
口２４から微量の溶湯６が排出される。炉体２の水平位
置で、出湯口２４からの出湯（溶融メタル６２の排出）
が停止され、溶湯６の湯面が出湯口２４レベルよりも下
位へ、出滓口２２レベルから、溶融メタル６２が排出さ
れた分だけ下がった位置まで降下される（図９参照。）

【００１８】なお、溶融メタル６２の排出停止を、連結
器７を利用して次のように変更することができる。図７
において、所定量の溶融メタル６２が排出された後、出
湯口２４の上方に待機している連結器７がその昇降装置
７１により降下され、図８に示すように、連結器７が出
湯口２４に押し当てられて接続され、この出湯口２４が
炉内側から閉塞されることにより溶湯６（溶融メタル６
２）の排出が停止される。このように連結器７を用いて
出湯口２４を閉塞すると、出湯を即時に停止することが
でき、溶融メタル６２の排出量をより正確に調整するこ
とができる。このようにして、出湯を停止した後、同様
にして、傾動機構１０により炉体２が元の水平位置に傾
動復帰される。

【００１９】出湯の停止に続いて、図９に示すように、
出湯口２４の上方に待機されている連結器７がその昇降
装置７１により降下され、その下部開口が出湯口２４に
押し当てられて接続される。なお、連結器７により出湯
を停止した場合は、連結器７が既に出湯口２４に接続さ
れているので、ここの動作は既に終了している。続いて
この連結器７に供給口８０を挿入された流体供給装置８
から圧縮空気又は窒素ガスＧが供給され、この圧縮空気
又は窒素ガスＧが連結器７を通して出湯口２４内に吹き
込まれる。これにより、出湯口２４の内面に付着されて
いる砂Ｓや溶融メタル６２などの残滓が除去され、出湯
口２４内が清掃される。

【００２０】続いて、図１０に示すように、開閉蓋２７
がアクチュエータにより閉動され、出湯口２４が閉じら
れると、連結器７の上部開口７０に供給口９０を配置さ
れた耐火物供給装置９から所定量の砂Ｓが計量されて供
給され、これが連結器７を通して、出湯口２４へ充填さ
れる。なお、砂Ｓが出湯口２４に詰められると、連結器
７がその昇降装置７１により上昇され、再び出湯口２４
の上方に待機される。

【００２１】なお、炉底２１の耐火物の補修など、炉内
のメンテナンスが必要な場合、溶湯６を全て抜き出す必
要がある。この場合、傾動機構１０により炉体２を概ね
９０度傾動し、横転することにより、出湯口２４を通じ
て全ての溶湯６を短時間に抜き出すことができる。ま
た、図１、図２に想像線で示すように、炉底２１と段部
２３との間に直接傾斜面２６を設けておくと、溶湯をす
べてその傾斜面２６により案内して確実に排出すること
ができる。

【００２２】このように上記第１の実施例によれば、図
１、図２に示すように、炉体２に溶湯の出滓口２２と別
に出湯口２４を、炉体２の内周に対して外側にかつ、溶
湯の出滓口２２よりも高い位置に設け、これを開閉蓋２
７と砂Ｓとにより開閉可能に閉塞し、炉体２を傾動機構
１０により傾動して、溶湯６を出湯口２４上に移動して
から出湯口２４を開放し、溶湯６を排出するので、溶湯
６のうち、下層の溶融メタル６２だけを排出することが
できる。また、炉体２の傾動復帰により溶湯６の湯面を
出湯口２４の開口から下位に降下させることにより、又
は連結器７により出湯口２４を閉塞することにより、出
湯を確実に停止することができ、溶融スラグ６１を排出
することなしに、溶融メタル６２を必要量だけ容易、か
つ確実に排出することができる。したがって、炉内にお
いて溶融メタル６２の層の上に常に溶融スラグ６１を浮
遊させることができ、焼却灰を有効に溶融することがで
きる。また、灰溶融炉１の運転中、炉内に新たに供給し
た焼却灰が溶湯６の上に浮いて溶湯６中に溶けないうち
に、炉体２を傾動して出湯しても、出湯口２４から溶湯
６下層の溶融メタル６２のみを排出するので、炉内に新
たに供給した焼却灰を出湯口２４から排出することな
く、溶湯中に確実に溶かすことができる。したがって灰
溶融炉１の運転中でも、炉体２を傾動し、溶湯６の排出
を行うことができる。また、溶融スラグ６１を出滓口２
２から取り出し、溶融メタル６２を出湯口２４から抜き
出して、それぞれ異なる経路に排出していくので、溶湯
６の排出を安全かつ効率的に行うことができる。

【００２３】また特に、出湯口２４を出滓口２２よりも
高い位置に設けたことで、通常出湯口２４を高温の溶湯
６に晒すことがなく、熱損耗による劣化を防止して、耐
久性の向上を図ることができる。また、出湯口２４を炉
体２周囲において出滓口２２から９０度乃至１８０度の
範囲に任意に設けることができるので、炉体２の傾動作
を灰溶融炉１の周辺装置に干渉することなしに行うこと
ができる。また、炉体２の内周面の縁部２５と出湯口２
４との間に傾斜面２６を設けているので、炉体２の傾動
により出湯口２４を下げたときに、この傾斜面２６に溶
湯が緩やかに乗り上げていき、出湯口２４の周囲で溶湯
６を溶融スラグ６１層と溶融メタル６２層とに分離し易
くすることができる。また、出湯口２４を筒状に形成
し、その内部に耐火物（砂Ｓ）を充填し、その外側を開
閉蓋２７で閉塞するので、出湯口２４を確実に塞いで、
出湯までの間、炉内の溶湯６を確実に保持することがで
きる。また、出湯口２４上に連結器７を昇降可能に配置
し、これを出湯口２４に連結して出湯口２４と流体、耐
火物の各供給装置８、９とを連通できるようにしている
ので、出湯口２４内の清掃や耐火物の装填を容易に行う
ことができる。また、傾動機構１０を、炉体２を傾動可
能に支持する支持装置１１０と、炉体２を駆動する駆動
装置１２０とにより構成し、支持装置１１０に回転軸１
１１、軸受１１２を用い、駆動装置１２０に油圧シリン
ダ１２１を用いているので、傾動機構１０を簡単な装置
構成にして、灰溶融炉１全体の省スペース化と低コスト
化を図ることができる。

【００２４】図１１乃至図１３は本発明の第２の実施例
を示し、図１１、図１２は灰溶融炉及びその出湯装置の
構成を示す断面図であり、図１３は同灰溶融炉の部分拡
大断面図である。 （実施例２）第２の実施例は第１の実施例と出湯口の構
造が異なる。ここでは、出湯口の構造について新たな説
明を加え、第１の実施例と共通の他の部分については同
じ符号を付してその重複した説明を省略する。

【００２５】図１１、図１２において、この灰溶融炉の
場合、第１の実施例と同様に、溶湯の出滓口２２に対向
する後部に炉体２内部の内周に対して外側にかつ、溶湯
の出滓口２２よりも僅かに高い位置に段部２３が外周方
向に突出され、この段部２３に溶湯６を抜き出すための
出湯口３４が下方向に向けて設けられている。このよう
にして出湯口３４は、出滓口２２レベルよりも僅かに高
い位置に設けられている。また、炉体２の内周面におい
て段部２３に対応する縁部２５は段部２３よりも低いレ
ベルを設定されていて、この縁部２５と出湯口３４との
間に緩やかな傾斜面２６が形成されている。なお、この
段部２３及び出湯口３４は、炉体２周囲において出滓口
２２から９０度乃至１８０度の範囲に任意に設けること
ができ、灰溶融炉１周辺に設置される集塵機、焼却灰供
給装置又はこれらに附帯するダクトなど、各種装置に干
渉しない位置が適宜選択される。

【００２６】この出湯口３４は、第１の実施例と異な
り、耐火物を使用せず、開閉蓋３７と、閉塞器３８とに
より開閉可能に閉塞される。ここで開閉蓋３７は外気を
遮断する部材で、第１の実施例の開閉蓋２７と略同様
に、炉体２の外側に、出湯口２４に対して開閉可能に配
置され、図示されないアクチュエータなどにより駆動さ
れる。閉塞器３８は、耐火材により、出湯口２４に接続
可能な長さ及び外径を有する円筒状に形成されていて、
これが、図１３に示すように、昇降装置３９に支持され
て、炉体２の段部２３上を覆う上壁５０の貫通穴５１に
昇降可能に配置されている。通常その上昇により出湯口
３４の上方に待機され、その下降により出湯口３４に接
続されて、出湯口３４の閉止に用いられる。この閉塞器
３８はまた、流体の供給に用いられ、その上部開口３８
０から流体供給装置８の供給口８０が挿入されて、流体
供給装置８から供給された圧縮空気又は窒素ガスなどが
出湯口３４に吹き込まれるようになっている。

【００２７】次に、この灰溶融炉の出湯方式（溶融メタ
ルの排出方式）について図１１乃至図１９を用いて説明
する。通常、図１１に示すように、炉体２は傾動機構１
０に支持されて、溶湯６の湯面を水平に保持可能な水平
位置に固定されている。なお、出湯口３４は、図１４に
示すように、開閉蓋３７により閉塞されていて、外気が
遮断された状態になっている。炉内において、焼却灰が
連続投入されて、これと同量の溶融スラグ６１が出滓口
２２から連続滴下により排出されていく。このとき、炉
体２に設けている段部２３は出滓口２２レベルよりも高
い位置にあるので、溶湯６の湯面は段部２３まで上がら
ない。

【００２８】焼却灰の連続溶融により、溶融メタル６２
層が所定の位置まで上がってきたところで、図１５に示
すように、まず閉塞器３８がその昇降装置３９により降
下され、その先端が出湯口３４に押し当てられて、炉内
側開口が閉止されるとともに、傾動機構１０の起動によ
り、炉体２が傾動され、溶湯６が傾斜面２６に案内され
て段部２３上に流動され、出湯口３４上に移動される。
なお、炉体２は所定の傾動角度で停止される。炉体２の
炉底２１と段部２３との間に移動された溶湯６が上下に
分離され、溶融スラグ６１の層と溶融メタル６２の層と
を形成すると、先ず出湯口３４の外側の開閉蓋３７がア
クチュエータにより開動され、出湯口３４が開かれる。

【００２９】続いて、図１６に示すように、閉塞器３８
がその昇降装置３９により上昇され、これにより、出湯
口３４を通じて溶湯６が排出される。このとき、出湯口
３４からは溶湯６下層の溶融メタル６２が排出されてい
く。所定量の溶融メタル６２が排出されたところで、図
１７に示すように、出湯口３４の上方から閉塞器３８が
その昇降装置３９により降下され、その先端が出湯口３
４に押し当てられる。これにより出湯口３４が閉塞さ
れ、溶湯６（溶融メタル６２）の排出が停止される。続
いて、傾動機構１０が起動され、炉体２が元の水平位置
に傾動復帰される。この傾動により、段部２３上の溶湯
６は炉底２１に向けて流れ落ちていき、炉体２の水平位
置で、溶湯６の湯面が出湯口３４レベルよりも下位へ、
出滓口２２レベルから溶融メタル６２が排出された分だ
け下がった位置まで降下される（図１８参照。）。

【００３０】出湯の停止に続いて、図１８に示すよう
に、閉塞器３８に供給口８０を挿入された流体供給装置
８から圧縮空気又は窒素ガスＧが供給され、この圧縮空
気又は窒素ガスＧが閉塞器３８を通して出湯口３４内に
吹き込まれる。これにより、出湯口３４の内面に付着さ
れている砂Ｓや溶融メタル６２などの残滓が除去され、
出湯口３４内が清掃される。続いて、図１９に示すよう
に、開閉蓋３７がアクチュエータにより閉動され、出湯
口３４が閉じられると、閉塞器３８がその昇降装置３９
により上昇され、再び出湯口３４の上方に待機される。

【００３１】このように上記第２の実施例によれば、図
１１、図１２に示すように、炉体２に溶湯の出滓口２２
と別に出湯口３４を、炉体２の内周に対して外側にか
つ、溶湯の出滓口２２よりも高い位置に設け、これを閉
塞器３８により開閉可能に閉塞し、炉体２を傾動機構１
０により傾動して、溶湯６を出湯口３４上に移動してか
ら出湯口３４を開放することにより、溶湯６を排出する
ので、溶湯６のうち、下層の溶融メタル６２だけを排出
することができ、このようにしても第１の実施例と同様
の作用効果を得ることができる。

【００３２】また特に、出湯口３４を閉塞器３８により
閉止するので、出湯を即時に停止することができ、溶融
メタル６２の排出量をより正確に調整することができ
る。また、第１の実施例のように、耐火物を用いないの
で、高価な耐火物やその供給装置を不要にして、コスト
の低減を図ることができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明は、上記各実施例から明らかなよ
うに、炉体にその内周に対して外側にかつ、溶湯の出滓
口レベルよりも高い位置に形成された出湯口と、出湯口
に開閉可能に配置された閉塞部材とを備え、傾動機構に
より炉体を傾動することにより、溶湯を出湯口上に移動
し、この出湯口を通じて溶湯をその下層から抜き出すよ
うにしているので、溶湯の上層を排出することなく、そ
の下層から溶湯を必要量だけ抜き出すことができ、しか
もその排出を炉の運転中でも行うことができる。また、
その作業上安全性を十分に確保することができる。特
に、焼却灰の溶融の場合、溶融メタル層の上に溶融スラ
グを浮遊保持したままで、溶融メタルのみを必要量だけ
確実に排出することができる。また、溶融メタルを溶融
スラグとを別の経路に排出することができ、溶融メタル
の排出操作を安全かつ効率的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における灰溶融炉及びそ
の出湯装置の溶融運転中の断面図

【図２】同灰溶融炉及びその出湯装置の出湯中の断面図

【図３】同灰溶融炉の炉体の平面図

【図４】同灰溶融炉の出湯口側の部分拡大断面図

【図５】同灰溶融炉の溶融運転中の通常の態様を示し、
出湯口が開閉蓋と砂とにより閉塞され、出湯口上に連結
器が待機された態様の断面図

【図６】同灰溶融炉の出湯を開始する動作を示し、炉体
が傾動中の態様の断面図

【図７】同灰溶融炉の出湯中の動作を示し、出湯口が開
閉蓋の開動と砂の排出により開放され、溶湯が排出され
ている態様の断面図

【図８】同灰溶融炉が溶融運転中に出湯を停止する動作
を示し、出湯口が連結器で塞がれている態様の断面図

【図９】同灰溶融炉の出湯後の動作を示し、出湯口が清
掃されている態様の断面図

【図１０】同灰溶融炉の出湯後の動作を示し、出湯口に
耐火物が充填されている態様の断面図

【図１１】本発明の第２の実施例における灰溶融炉及び
その出湯装置の溶融運転中の断面図

【図１２】同灰溶融炉及びその出湯装置の出湯中の断面
図

【図１３】同灰溶融炉の出湯口側の部分拡大断面図

【図１４】同灰溶融炉の溶融運転中の通常の態様を示
し、出湯口が開閉蓋により閉塞され、出湯口上に閉塞器
が待機された態様の断面図

【図１５】同灰溶融炉の出湯を開始する動作を示し、閉
塞器の下降により出湯口が炉内側で閉塞され、炉体が傾
動中の態様の断面図

【図１６】同灰溶融炉の出湯中の動作を示し、出湯口が
開閉蓋が開動され、閉塞器が上昇されて開放され、溶湯
が排出されている態様の断面図

【図１７】同灰溶融炉の出湯を停止する動作を示し、閉
塞器の下降により出湯口が炉内側で閉塞されている態様
の断面図

【図１８】同灰溶融炉の出湯後の動作を示し、炉体が水
平位置に傾動復帰された後、出湯口が清掃されている態
様の断面図

【図１９】同灰溶融炉の出湯後の動作を示し、開閉蓋が
閉動され、閉塞器が上昇されている態様の断面図

【符号の説明】

１ 灰溶融炉 １１ 出湯装置 ２ 炉体 ２０ 周壁 ２１ 炉底 ２２ 出滓口 ２３ 段部 ２４ 出湯口 ２４０ 開口端 ２５ 縁部 ２６ 傾斜面 ２７ 開閉蓋 ３ 電極（負極側） ４ 電極（正極側） ５ 天壁 ５０ 上壁 ５１ 貫通穴 ６ 溶湯 ６１ 溶融スラグ ６２ 溶融メタル ７ 連結器（連結筒） ７０ 開口 ７１ 昇降装置 ８ 流体供給装置 ８０ 供給口 ９ 耐火物供給装置 ９０ 供給口 １０ 傾動機構 １１０ 支持装置 １１１ 回転軸 １１２ 軸受 １２０ 駆動装置 １２１ 油圧シリンダ １３ 焼却灰供給装置 １３０ 供給口 ３４ 出湯口 ３７ 開閉蓋 ３８ 閉塞器（閉塞部材） ３８０ 開口 ３９ 昇降装置 Ｓ 砂（耐火物） Ｇ 圧縮空気又は窒素ガス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八木 秀親 東京都港区西新橋１丁目18番17号 日精株 式会社内 Ｆターム(参考） 3K061 AA23 AB03 AC01 BA06 CA14 DA12 DB11 NA01 NB02 NB10 NB27

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炉体に炉底から所定の高さに形成された
   溶湯の出滓口と、 炉体の内部にその内周に対して外側にかつ、溶湯の出滓
   口よりも高い位置に形成された出湯口と、 出湯口を開閉可能な閉塞部材とを備えたことを特徴とす
   る溶融炉。
2. 【請求項２】 炉体の内部にその内周に対して外側にか
   つ、溶湯の出滓口レベルよりも高い位置に形成された出
   湯口と、 炉体の外側に、出湯口に対して開閉可能に配置され、出
   湯口を閉塞可能な開閉蓋と、 炉体を傾動する傾動機構とを備えたことを特徴とする溶
   融炉の出湯装置。
3. 【請求項３】 出湯口が炉体周囲において出滓口から９
   ０度乃至１８０度の範囲に任意に設けられている請求項
   ２に記載の溶融炉の出湯装置。
4. 【請求項４】 炉底と出湯口との間に溶湯を案内するた
   めの傾斜面を備えている請求項２又は３に記載の溶融炉
   の出湯装置。
5. 【請求項５】 出湯口は筒状に形成され、その内部に耐
   火物が充填される請求項２乃至４のいずれかに記載の溶
   融炉の出湯装置。
6. 【請求項６】 炉体の出湯口上に昇降可能に配置され、
   出湯口に連結して出湯口と流体及び／又は耐火物の供給
   元とを連通する連結筒を備えている請求項５に記載の溶
   融炉の出湯装置。
7. 【請求項７】 炉体の出湯口上に昇降可能に配置され、
   出湯口を炉体の内側で閉塞可能な閉塞部材を備える請求
   項２乃至６のいずれかに記載の溶融炉の出湯装置。
8. 【請求項８】 傾動機構は、炉体を傾動可能に支持する
   支持装置と、炉体を傾動する駆動装置とを備える請求項
   ２乃至７のいずれかに記載の溶融炉の出湯装置。