JP2003120924A

JP2003120924A - 溶融炉の出湯装置

Info

Publication number: JP2003120924A
Application number: JP2001314039A
Authority: JP
Inventors: Takeo Ishijima; 武雄石島; Keishin Machida; 敬信町田; Shigeaki Yamashita; 繁昭山下
Original assignee: Nissei Ltd; Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp; Nissei Ltd
Priority date: 2001-10-11
Filing date: 2001-10-11
Publication date: 2003-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】出湯口から溶湯の漏れを確実に防止する他、
溶融炉周囲の作業環境に高度の安全性を確保できる信頼
性の高い出湯装置を提供する。【解決手段】炉体２の出湯口１００を、溶湯の流路１
１１を有し、間接誘導加熱方式により加熱する加熱層１
１０と、加熱層１１０の周囲を覆い、加熱層１１０の熱
を遮断可能な断熱層１２０と、断熱層１２０の周囲を覆
い、溶湯６の漏れを遮断可能な耐火層１３０とにより構
成し、耐火層１３０に冷却手段１７を併設する。

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）、廃棄物、雑固体などの溶融に使用する溶融
炉に備え、炉体内部の溶湯を出湯する溶融炉の出湯装置
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。

【０００４】一般に、定置式の灰溶融炉の場合、炉体に
溶融メタルの出湯口が設けられている。従来、出湯口は
砂を充填されて閉止されていて、出湯口から溶融メタル
を出湯する場合、出湯口の砂を突き棒で衝打して除去す
ることにより出湯口を開放し、溶融メタルを抜き出すよ
うにしている。

【０００５】また近年は、出湯口を加熱する手段を備え
た新たな方式がある。この出湯口で溶融メタルを出湯す
る場合、溶融メタルを加熱して誘導するので、出湯口の
途中で溶融メタルが固化することなしに、溶融メタルを
有効に出湯することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この種の溶融炉では傾
動式に対して定置式が優れていると言われているが、炉
体が固定されているために、溶湯、特に溶融メタルの出
湯方法に苦慮しているところである。このような背景の
下で、出湯口を加熱することにより出湯口内の溶湯を加
熱しながら出湯する方式は有用な出湯方法であるが、出
湯口は溶融メタルの温度と略同じ温度に加熱されるた
め、溶融炉周囲の作業環境を保全する必要があり、また
出湯口は繰り返し高熱に晒されるため、出湯口の劣化を
止めることはできないが、万が一クラックが発生した場
合でも、溶湯の漏れを防止して、出湯を安全かつ確実に
行えるなど、高度の信頼性が要求される。本発明は、こ
のような従来の問題を解決し、出湯口内の溶湯を加熱す
る方式の溶融炉の出湯装置において、出湯口の高熱を遮
断して、溶融炉周囲の作業環境に高度の安全性を確保す
るとともに、出湯口の劣化等により万が一出湯口にクラ
ックが入って、このクラックから溶湯が漏れ出すような
場合でも、この溶湯の漏出を未然に防止して、出湯に支
障をきたすことなしに出湯を確実かつ安全に行うことを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の溶融炉は、被溶融物を加熱溶融する炉体に
貫装され、炉体内部の溶湯を出湯する出湯口と、出湯口
内の溶湯を加熱する加熱手段とを備え、炉体内部の溶湯
を誘導し、出湯する溶融炉の出湯装置において、出湯口
は、溶湯の流路を有し、溶湯を加熱する加熱層と、加熱
層の周囲に被覆され、加熱層の熱を遮断可能な断熱層
と、断熱層の周囲に被覆され、溶湯を遮断可能な耐火層
とを備えたものである。この構成により、炉体内部の溶
湯を出湯する場合、加熱層で炉体内部の溶湯を加熱しな
がら誘導し、溶湯を出湯口の途中で固化することなし
に、確実に出湯することができる。この場合、加熱層の
高熱は断熱層で遮断されるので、出湯口表面の耐火層に
高熱が伝導されることはなく、溶融炉周囲の作業環境に
高度の安全性を確保することができる。また、加熱層が
繰り返し溶湯の高熱に晒されるため、その劣化により、
又は加熱手段で溶融メタルの溶融、固化が繰り返され、
この溶融メタルと加熱層との熱膨張係数の違いにより、
加熱層にクラックが入り、このクラックを通じて溶湯が
漏れ出すような場合でも、これをまず断熱層で阻止し、
この断熱層で溶湯の漏出を止めることができないときで
もこれを耐火層で確実に遮断することができ、溶湯を出
湯口の外部に漏れ出すことがなく、したがって出湯に支
障をきたすことなしに出湯を確実かつ安全に行うことが
できる。

【０００８】本発明はまた、次のように具体化される。
第１に、加熱手段に、間接誘導加熱方式が採用される。
この構成により、加熱層を間接誘導加熱により加熱し
て、この加熱層で炉体内部の溶湯を加熱しながら誘導
し、溶湯を出湯口の途中で固化することなしに、確実に
出湯することができる。第２に、加熱手段に、加熱層の
周囲に断熱層の上から巻装される誘導加熱コイルと、誘
導加熱コイルに通電する高周波電源とを備える。この構
成により、加熱層を誘導加熱コイルにより加熱して、こ
の加熱層で炉体内部の溶湯を加熱しながら誘導し、溶湯
を出湯口の途中で固化することなしに、確実に出湯する
ことができる。第３に、誘導加熱コイルは、水冷管によ
り形成される。第４に、誘導加熱コイルは、耐火層の中
に埋設される。これらの構成により、誘導加熱コイルを
水冷管により冷却し、これを耐火層の中に埋設している
ので、出湯装置周囲の作業環境に高度の安全性を確保す
ることができる。第５に、加熱層は、導電性材料を添加
された耐火物により形成される。この構成により、加熱
層を誘導加熱して、この加熱層で炉体内部の溶湯を加熱
しながら誘導し、溶湯を出湯口の途中で固化することな
しに、確実に出湯することができる。第６に、加熱層
は、黒鉛を添加された耐火物により形成される。この構
成により、加熱層を誘導加熱して、この加熱層で炉体内
部の溶湯を加熱しながら誘導し、溶湯を出湯口の途中で
固化することなしに、確実に出湯することができる。第
７に、断熱層は、加熱層の周囲を覆う軟質の耐火断熱材
と、この軟質の耐火断熱材を覆う硬質の断熱材とにより
形成される。この構成により、軟質の耐火断熱材で加熱
層の加熱・冷却による膨張、収縮を吸収することがで
き、また加熱層の劣化等により溶湯が漏れ出した場合で
も、硬質の断熱材で溶湯の漏出を阻止することができ
る。第８に、軟質の耐火断熱材に、セラミックファイバ
が用いられる。この構成により、セラミックファイバで
加熱層の加熱・冷却による膨張、収縮を吸収することが
できる。第９に、硬質の断熱材に、セラミックチューブ
が用いられる。この構成により、加熱層の劣化等により
溶湯が漏れ出した場合でも、セラミックチューブで溶湯
の漏出を阻止することができる。第１０に、耐火層は、
熱伝導度の高い耐火物により形成される。この構成によ
り、加熱層の劣化等により溶湯が漏れ出して、これを断
熱層で阻止できないときでも、この溶湯の漏出を耐火層
で確実に遮断することができ、溶湯を出湯口の外部に漏
れ出すことがなく、出湯に支障をきたすことなしに出湯
を確実かつ安全に行うことができる。第１１に、耐火層
に、冷却手段が併設される。この構成により、加熱層の
劣化等により溶湯が漏れ出した場合でも、これを耐火層
で確実に遮断するとともに、冷却手段で冷却された耐火
層で溶湯を凝固させることができる。第１２に、冷却手
段は、水冷管により形成されて耐火層の中に埋設され
る。この構成により、加熱層の劣化等により溶湯が漏れ
出した場合でも、これを耐火層で確実に遮断するととも
に、水冷管で冷却された耐火層により溶湯を凝固させる
ことができる。第１３に、水冷管に、水冷管が破損した
場合にその周囲の高熱により発生する蒸気の圧力よりも
低い水圧で水が通される。この構成により、加熱層の劣
化等により溶湯が漏れ出し、さらに水冷管が破損して水
漏れを起こした場合でも、この水を加熱層周囲の高熱に
より高圧の蒸気にして、この圧力で水冷管から漏水を防
止することができる。第１４に、水冷管と加熱手段の誘
導加熱コイルが兼用される。この構成により、同一の水
冷管で、加熱層を誘導加熱することができるとともに、
耐火層を冷却することができる。第１５に、加熱層と耐
火層との間に、この両層間に蒸気が発生した場合にこの
蒸気を出湯口外部に排出する排蒸手段を備える。この構
成により、加熱層と耐火層との間に蒸気が発生した場合
に、排蒸手段で蒸気を排出して、出湯口内部の圧力を減
圧調整することができる。第１６に、排蒸手段からの蒸
気の排出を検知して、出湯動作を停止する緊急停止手段
を備える。この構成により、出湯口内部で蒸気が発生し
た場合に、出湯動作を停止して、安全性を充分に確保す
ることができる。第１７に、加熱層の出湯端側の一定の
範囲は、加熱層の入湯端側の内径よりも小さく形成され
る。この構成により、出湯口の出湯端を溶湯処理設備に
適合させることができる。第１８に、加熱層と炉体内部
との中間連結部は、加熱層の内径より大きく形成され
る。この構成により、加熱層と炉体内部との中間連結部
の溶湯に加熱層側、炉体側の熱の伝導効率を高めて、溶
湯の流動化を促進することができる。第１９に、加熱層
と炉体内部との中間連結部の周囲に、この中間連結部の
溶湯を冷却する要因を遮断する断熱手段を備える。この
構成により、加熱層と炉体内部との中間連結部の溶湯の
冷却を防止して、溶湯の流動化を促進することができ
る。第２０に、断熱手段は、断熱層を延長して形成され
る。この構成により、加熱層と炉体内部との中間連結部
の溶湯の冷却を断熱層で防止して、溶湯の流動化を促進
することができる。第２１に、炉体に複数の出湯口を備
える。この構成により、複数の出湯口を同時使用するこ
とにより、出湯量を調整することができ、必要な量の溶
湯をさらに効率良く出湯することができる。また出湯速
度が上がるので、全量の出湯をさらに迅速に行うことが
できる。また、複数の出湯口を同時使用するのではな
く、そのうち１つの出湯口を常時使用として、他の出湯
口を、常時使用の出湯口が劣化した場合など必要に応じ
て予備的に使用することもできる。第２２に、複数の出
湯口の全部又は一部に、溶湯の出湯量の異なる又は同じ
出湯口が用いられる。この構成により、全部又は一部の
出湯口を選択的に使用することにより、溶湯の出湯量を
種々に変更することができ、必要な量の溶湯をさらに効
率的に出湯することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を用いて説明する。（実施の形態１）図１及び図２は本発明の第１の実施の
形態を示し、図１は灰溶融炉及びその出湯装置全体の断
面図であり、図２は出湯装置の拡大断面図である。図１
において、灰溶融炉１はプラズマ方式の電気炉として構
成され、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。炉体２に
は、その周壁２０に炉底２１から所定の高さに溶湯の出
滓口２２が形成されている。灰溶融炉１の運転により、
焼却灰が加熱溶融されるとともに、その溶湯の湯面が上
昇され、この出滓口２２からオーバーフローすることに
より、溶湯６上層の溶融スラグ６１が連続滴下により取
り出される。

【００１０】炉体２の周壁２０にはまた、出滓口２２と
は別に、出湯装置１０が設けられている。この出湯装置
１０は多層構造の出湯口１００と間接誘導加熱方式の加
熱装置１９とを備えている。また、この出湯装置１０の
場合、出湯口１００は炉体２内部の溶融メタル６２を連
続的に排出するための第１の出湯口１０１と、炉体２内
部の全量の溶湯６を抜き出すための第２の出湯口１０２
とを一体に備えた構造になっている。

【００１１】図２に示すように、出湯口１００は、溶湯
の流路１１１を有する加熱層１１０と、断熱層１２０
と、耐火層１３０とを備え、炉体２に貫挿して接合され
ている。

【００１２】加熱層１１０は第１、第２、第３の管１
１、１２、１３により組み立てられている。これらの管
１１、１２、１３は黒鉛等の導電性材料を添加された耐
火物により略中空円筒状に形成され、加熱装置１９の間
接誘導加熱により発熱可能に構成されている。なお、こ
れらの管１１、１２、１３は、Aｌ２、О３、Ｃその他
の成分を含み、発熱体としての機能とともに溶湯の高熱
（１３５０℃〜１６００℃）に対して長期間の使用に耐
え得る処理が施されている。第１の管１１の内径は、第
２、第３の管１２、１３の内径よりも大きく設定され、
第２、第３の管１２、１３の内径は略同径になってい
る。第１の管１１に、第２、第３の管１２、１３は分岐
して連接されている。すなわち、軸心を水平方向に向け
られた第１の管１１の一端に第２の管１２がその軸心を
上方向斜めに向けて一体的に連接され、さらに第１の管
１１の同端延長上に第３の管１３がその軸心を水平方向
に向けて一体的に連接されている。このようにして第１
の管１１の一端所定の高さに、第２の管１２の上部開口
１２Ａが位置設定され、第１の管１１の一端延長上に、
第３の管１３の先端開口１３Ａが位置設定される。な
お、第１の管１１と第３の管１３とを一体の管により形
成してもよい。この場合、一体の管の中間に第２の管１
２が略直交方向に向けて連結される。このようにして加
熱層１１０には溶湯の流路１１１が２経路に分岐して形
成されている。なお、この加熱層１１０は間接誘導加熱
により概ね１５００℃程度に加熱される。

【００１３】断熱層１２０は、加熱層１１０の周囲に被
覆され、加熱層１１０の熱を遮断可能に形成されてい
る。この断熱層１２０は、加熱層１１０の周囲を覆う軟
質の耐火断熱材１２１と、この軟質の耐火断熱材１２１
を覆う硬質の断熱材１２２とにより構成されている。こ
の実施の形態では、軟質の耐火断熱材１２１に断熱性、
耐火性、さらに弾力性に優れたセラミックファイバが採
用され、このセラミックファイバが加熱層１１０の第１
の管１１（但し、炉体２との連結端１１Ａを除く。）、
第２の管１２、第３の管１３の周面に被せられる。この
場合、セラミックファイバは厚さ１２ｍｍ程のものが概
ね３〜６ｍｍ程度に圧縮して固められる。また、硬質の
断熱材１２２に耐火性、断熱性に優れたセラミック多孔
質チューブが採用され、このセラミック多孔質チューブ
が加熱層１１０の第１の管１１（但し、炉体２との連結
端１１Ａを除く。）、第２の管１２、第３の管１３にセ
ラミックファイバの上から被せ付けられる。なお、これ
ら断熱材１２１、１２２で加熱層１１０の概ね１５００
℃の高熱が１００℃以下に断熱される。

【００１４】耐火層１３０は、断熱層１２０の周囲に被
覆され、加熱層１１０から漏れて断熱層１２０からしみ
出された溶湯を遮断可能に形成されている。この耐火層
１３０は、耐火度、熱伝導度の高い耐火物により形成さ
れ、断熱層１２０の周囲さらにその両端に全体が直方体
状又は立方体状のブロックに形成して被せ付けられる。
この場合、耐火層１３０の上面に出湯口１００の突出方
向に下方傾斜の樋１３１が形成され、その上部に加熱層
１１０の第２の管１２の開口１２Ａが表出されるととも
に、耐火層１３０の先端面に第３の管１３の開口１３Ａ
が表出され、また耐火層１３０の後端面（炉体２に対す
る接合面）から第１の管１１の（炉体２との）連結端１
１Ａが突出される。なお、この出湯口１００の場合、樋
１３１の下端が耐火層１３０の先端面から突出形成され
ていて、下部の開口１３Ａに段差を付けて突出されてい
る。また耐火層１３０には冷却手段１７が併設され、耐
火層１３０に水冷管が埋設されている。この水冷管に加
熱装置１９の誘導加熱コイル１９０が利用され、水温が
常時監視されている。この点については後述する。この
耐火層１３０は冷却手段１７により概ね３０℃〜５０℃
に冷却される。

【００１５】また、この出湯口１００においては、加熱
層１１０と耐火層１３０との間、すなわち断熱層１２０
の軟質の耐火断熱材１２１の層が、加熱層１１０と耐火
層１３０との間に蒸気が発生した場合にこの蒸気を排出
するための排蒸路１０３になっていて、耐火層１３０中
にこの排蒸路１０３と出湯口１００外部とを連通する排
蒸路１０４が形成され、その外部排蒸口１０５が耐火層
１３０表面の上部に設けられている。なお、この排蒸路
１０３、１０４及び外部排蒸口１０５は必要に応じて単
数又は複数設けられる。また、ここでは特に図示してい
ないが、この排蒸手段で蒸気を検知した場合に出湯装置
１０の出湯動作を停止する緊急停止装置が併せて設置さ
れる。また、加熱層１１０と炉体２内部との中間連結部
２３の周囲に、この中間連結部２３の溶湯を冷却する要
因を遮断するため、断熱手段が併せて設けられている。
ここで断熱手段に、断熱層１２０の硬質の断熱材１２２
が利用され、セラミックチューブの（出湯口１００の接
合側に対応する）一端が外側方向に向けて垂直に延長さ
れて、溶湯を冷却する要因である耐火層１３０内に埋設
された冷却手段（水冷管）１７と中間連結部２３との間
に断熱隔壁１２３が形成されている。なお、この断熱隔
壁１２３は断熱層１２０とは別体に設けてもよい。

【００１６】一方、加熱装置１９は、既述のとおり、溶
湯を直接加熱するのではなく、加熱層１１０の第１、第
２、第３の管１１、１２、１３自体を発熱させる間接誘
導加熱方式が採用されていて、加熱層１１０の第１の管
１１（但し、炉体２との連結端１１Ａを除く。）、第２
の管１２、第３の管１３の周囲に断熱層１２０の上から
誘導加熱コイル１９０が巻装され、これらの誘導加熱コ
イル１９０が図示されない高周波電源に接続される。こ
れらの誘導加熱コイル１９０の通電により、第１、第
２、第３の管１１、１２、１３が１３５０℃〜１６００
℃に加熱される。また、この誘導加熱コイル１９０を構
成する導体には水冷銅管１９１が使用されている。この
水冷銅管１９１は、既述のとおり、耐火層１３０の冷却
手段１７として埋設される水冷管として兼用される。こ
の水冷銅管１９１に図示されない水供給源が接続され
て、この水冷銅管１９１が破損した場合にその周囲の高
熱により発生する蒸気の圧力よりも低い圧力、ここでは
１kg/cm²の水圧で水が通されるようになっている。この
水冷銅管１９１にはまた、図示されない水温監視装置が
接続されて、この水冷銅管１９１内の水の温度が常時監
視されていて、予め設定した温度に達すると、水温の上
昇を知らせる警報を発するようになっている。

【００１７】また、ここでは特に図示していないが、出
湯口１００の樋１３１上にバーナ、ヒータ等の加熱装置
が併せて設置される。

【００１８】なお、図１に示すように、灰溶融炉１に近
接して、灰溶融炉１全体を制御する制御盤１４が設置さ
れていて、この制御盤１４に加熱装置１９を制御して第
１の出湯口１０１及び第２の出湯口１０２を加熱状態と
非加熱状態に選択的に切り換える操作部１４１が併せて
設けられている。この操作部１４１により、加熱装置１
９の動作モードが選択設定される。この動作モードには
第１の出湯口１０１、すなわち第１、第２の管１１、１
２上に巻かれた各誘導加熱コイル１９０を連続的に加熱
する連続運転モード、間欠的に加熱する間欠運転モー
ド、加熱を停止する停止モード、また第２の出湯口１０
２、すなわち第１、第３の管１１、１３上に巻かれた各
誘導加熱コイル１９０を連続的に加熱する連続運転モー
ド、間欠的に加熱する間欠運転モード、加熱を停止する
停止モードなどがある。

【００１９】このようにして出湯口１００は、図２に示
すように、第１の管１１の連結端１１Ａが炉体２の周壁
２０下部から貫装され、炉体２内部の炉底２１に連通す
る中間連結部２３に連結されて、炉体２側に接合されて
いる。この出湯口１００の第１、第２の管１１、１２の
略L字形をなす部分に、第１の出湯口１０１の溶湯の流
路１１１が構成される。すなわち、この溶湯の流路１１
１は、炉体２に連結され、略水平方向に配置された第１
の管１１と、第１の管１１に略垂直方向に向けて連接さ
れた第２の管１２とにより、略Ｌ字形に形成され、炉体
２に連結された一端（連結端１１Ａ）に対して他端が上
方に配置されて、その所定の高さに開口１２Ａが設けら
れている。ここでいう所定の高さは、炉体２側の上層の
溶湯取出レベル（出滓口２２レベル）に対して若干下が
った位置に設定されていて、図１に示すように、この所
定の高さをｈ３、炉体２内部の上層の溶湯６（溶融スラ
グ６１）の比重をγ１、その層の厚さをｈ１、下層の溶
湯６（溶融メタル６２）の比重をγ２、その層の厚さを
ｈ２とした場合、次式から算出される。（γ１×ｈ１）
＋（γ２×ｈ２）＝γ２×ｈ３この開口１２Ａは出湯口
１００（耐火層１３０）上部の樋１３１において上部位
置に開放される。このようにして、炉体２側の上下各層
の溶湯６の比重及び各層の厚さに応じて炉体２内部の溶
湯６から下層の溶融メタル６２を炉体２外部の第１の出
湯口１０１へ誘導し、漸次増加する溶融メタル６２を連
続的に排出可能にしている。

【００２０】また、図２に示すように、この出湯口１０
０の第１、第３の管１１、１３の略直線形をなす部分
に、第２の出湯口１０２の溶湯の流路１１１が構成され
る。すなわち、この溶湯の流路１１１は、炉体２に連結
され、略水平方向に配置された第１の管１１と、第１の
管１１に略水平方向に向けて連接された第３の管１３と
により、略直線形に形成され、炉体２に連結された一端
（連結端１１Ａ）と同じ高さに他端が配置されて、その
他端に開口１３Ａが設けられている。この開口１３Ａは
出湯口１００（耐火層１３０）先端面において略中心部
又はその近傍に開放される。このようにして炉体２内部
の溶湯６を炉体２外部の第２の出湯口１０２へ誘導し、
その全量を排出可能にしている。また、第１、第３の管
１１、１３の全長に所定の長さが設定され、第１、第３
の管１１、１３を加熱しない状態で、炉体２内部から第
１の管１１へ誘導された溶湯が第３の管１３の開口１３
Ａに達する前に固化可能になっている。なお、第１、第
３の管１１、１３の全長に所定の長さを設定するのに代
えて、第３の管１３の内径に第１の管１１の内径と異な
る小さい寸法を設定することにより、同じ機能を持たせ
てもよい。また、第２の出湯口１０２は炉体２内部の溶
湯を全量出湯する場合に使用されるため、通常、開口１
３Ａにモルタルが詰められて閉止される。

【００２１】また、この出湯装置１０には、安全性の向
上を図るため、図３に示すように、蓋部材１５とその駆
動機構、さらに補助装置として開口装置１８が併設され
ている。蓋部材１５は第２の出湯口１０２の開口１３Ａ
に詰めるモルタルに代えて使用されるもので、耐火物に
より形成され、第２の出湯口１０２の開口１３Ａを開閉
可能な栓構造になっている。その駆動機構は、ここでは
特に図示していないが、蓋部材１５を保持して進退駆動
する手段と蓋部材１５を旋回駆動する手段とを具備し、
蓋部材１５が第２の出湯口１０２の開口１３Ａに抜き差
し可能に、さらに第２の出湯口１０２の開口１３Ａに対
向する位置と第２の出湯口１０２から離れた位置（溶湯
の排出に邪魔にならない位置）との間を移動可能に構成
されている。また、開口装置１８は、第３の管１３内に
挿通可能な突き棒１８１とこれを進退駆動する駆動機構
（例えばシリンダ）１８２とを具備し、第２の出湯口１
０２の開口１３Ａに詰められたモルタル又は開口１３Ａ
付近に生じたメタルの固化層などを突き破り、除去可能
になっている。

【００２２】なお、図１において、７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７１
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７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。また、特に図示していないが、炉体
２の周囲で、出湯装置１０の開口１２Ａ、１３Ａの下方
に溶湯排出設備が設置されていて、第１の出湯口１０
１、第２の出湯口１０２から排出された溶湯６が処理さ
れるようになっている。この場合、加熱層１１０の第３
の管１３（出湯端側の一定の範囲）の内径は、加熱層１
１０の第１の管１１（入湯端側）の内径よりも小さく設
定されていることにより、第２の出湯口１０２が溶湯処
理設備に有効に適合される。

【００２３】次に、この灰溶融炉１の出湯方式について
図１を用いて、また必要に応じて図２、図３を参照しな
がら説明する。なお、この灰溶融炉１の場合、３日に１
度の割合で、溶融メタル６２を出湯する。これは、加熱
装置１９を連続運転にすると、出湯口１００の加熱層１
１０が常時加熱されて脱炭が促進され、また電力消費量
が増大するので、出湯の都度加熱することが望ましく、
加熱装置１９に間欠運転モードを設定したものである。

【００２４】図１において、制御盤１４の制御に基い
て、灰溶融炉１が運転される。焼却灰供給装置７から焼
却灰が連続的に炉体２内部に投入されると、焼却灰は徐
々に加熱溶融されて、その溶湯６が上層の溶融スラグ６
１と下層の溶融メタル６２とに分離されながら炉体２内
部に貯えられ、湯面を徐々に上昇していく。溶湯６の湯
面が出滓口２２まで上がり、オーバーフローすると、上
層の溶湯６、すなわち溶融スラグ６１が出滓口２２から
連続滴下により取り出されていく。一方、この焼却灰の
連続溶融とともに、溶融メタル６２が出湯装置１０の第
１の出湯口１０１（第１の管１１、第２の管１２）へ誘
導されていく。

【００２５】加熱装置１９に間欠運転モードが設定され
ている場合、炉体２内部に溶融メタル６２が十分に溜ま
り、例えば図１中、ｈ２付近まで上昇しても、第１、第
２、第３の管１１、１２、１３上の各誘導加熱コイル１
９０は通電されず、第１、第２、第３の管１１、１２、
１３は加熱されない。炉体２内部の溶融メタル６２は第
１の管１１へ流入するが、第１、第２、第３の管１１、
１２、１３が冷却されているので、溶融メタル６２は第
１の管１１の中で固化し、第１の出湯口１０１の上部開
口１２Ａまで達しない。このため、炉体２内部の溶融メ
タル６２の層の高さは図１中、ｈ２を超え、さらに累積
的に増加していく。この灰溶融炉１の場合、例えば溶融
メタル６２の層が予め設定された厚さ（溶融メタル６２
の湯面制限レベル）ｈ４に達し、溶融スラグ６１の層が
予め設定された所定の厚さ（溶融スラグ６１の最小限必
要な厚さ）まで減少した時点で、第１、第２の管１１、
１２上の各誘導加熱コイル１９０が通電される。ここ
で、樋１３１上の加熱装置もまたオンされる。第１、第
２の管１１、１２が加熱されると、第１の出湯口１０１
内に固化された溶融メタル６２が流動化されるととも
に、炉体２内部最下部から溶融メタル６２が第１の出湯
口１０１へ誘導される。この場合、加熱層１１０と炉体
２内部との中間連結部２３は加熱層１１０の内径より大
きく形成されているので、この中間連結部２３の溶湯に
対する加熱層１１０側及び炉体２側の熱の伝導効率が高
められ、この中間連結部２３で溶湯の流動化が促進され
る。また、この中間連結部２３の周囲には、断熱層１２
０を延長して、この中間連結部２３の溶湯を冷却する要
因をなす冷却手段１７を遮断する断熱隔壁１２３が設け
られていて、冷却手段１７による中間連結部２３の溶湯
の冷却が防止され、この溶湯の流動化が確実に促進され
る。溶融メタル６２は第１、第２の管１１、１２内に固
化することなしに、第１の出湯口１０１の上部開口１２
Ａまで導かれ、オーバーフローにより連続して排出され
るとともに、樋１３１上を加熱装置により加熱されなが
ら流されて、その下方の溶湯排出設備に入れられる。こ
のとき、炉体２内部の溶融メタル６２は一度に、図１
中、ｈ４−ｈ６の範囲が排出されて、炉体２内部の溶融
メタル６２の層が減量調整され、溶融スラグ６１の層の
厚さｈ５が維持されながら、溶湯６全体の湯面が出滓口
２２の下方に下げられる。なお、この場合、溶湯排出設
備に導かれる溶融メタル６２には灰溶融炉１の運転開始
時のみ、一時的に溶融スラグ６１が混入されるが、炉体
２内部の上層の溶融スラグ６１が第１の出湯口１０１
（の連結端１１Ａ）の上まで上がれば、それ以降、第１
の出湯口１０１の上部開口１２Ａから溶融スラグ６１の
混入のない溶融メタル６２のみが連続して排出され、溶
湯排出設備には溶融メタル６２のみが入れられていく。
この溶融メタル６２の排出時点で第１、第２の管１１、
１２上の各誘導加熱コイル１９０の通電が止められ、炉
体２内部の溶融メタル６２の流出が停止される。なお、
ここで樋１３１上の加熱装置もまたオフされる。このよ
うな工程が繰り返され、一回の工程ごとに炉体２内部に
累積的に増加された溶融メタル６２が一度にまとめて排
出され、溶融メタル６２及び溶融スラグ６１の各層が被
溶融物の溶融に適した量と割合に調整される。なお、こ
の間欠運転の間、図２に示すように、加熱層１１０の高
熱は断熱層１２０で遮断されていて、出湯口１００表面
の耐火層１３０に高熱が伝導されることがなく、また、
加熱層１１０の周囲に巻装される誘導加熱コイル１９０
が水冷銅管１９１により形成され、耐火層１３０の中に
埋設されて、耐火層１３０が冷却されているので、出湯
装置１０周囲の作業環境に高度の安全性が確保される。
また、加熱層１１０の加熱、冷却の繰り返しにより加熱
層１１０の膨張、収縮が繰り返されるが、この膨張、収
縮は、断熱層１２０の軟質の耐火断熱材（セラミックフ
ァイバ）１２１で吸収される。

【００２６】また、第１の出湯口１０１から溶融メタル
６２を排出する間、第３の管１３上の誘導加熱コイル１
９０は通電せず、冷却された状態になっている。このた
め、溶融メタル６２は第３の管１３へ流入するが、第３
の管１３の中で急激な温度低下が発生し、冷却固結され
る。

【００２７】また、灰溶融炉１に投入した焼却灰に金属
類を多く含む場合、加熱装置１９を連続運転モードに切
り換えて、第１の出湯口１０１を連続的に加熱すること
により、溶融メタル６２を増加するごとに排出すること
ができる。この連続運転モードの場合、灰溶融炉１の運
転開始前又は運転開始と同時に、第１、第２の管１１、
１２上に巻かれた各誘導加熱コイル１９０に加熱電流が
流されて、第１の出湯口１０１の加熱層１１０は溶湯６
の高熱と略同じ温度（１３５０℃〜１６００℃）に加熱
維持される。併せて樋１３１上の加熱装置が加熱され
る。なお、この連続運転の間でも、図２に示すように、
加熱層１１０の高熱は断熱層１２０で遮断されていて、
出湯口１００表面の耐火層１３０に高熱が伝導されるこ
とがなく、また、加熱層１１０の周囲に巻装される誘導
加熱コイル１９０が水冷銅管１９１により形成され、耐
火層１３０の中に埋設されて、耐火層１３０が冷却され
ているので、出湯装置１０周囲の作業環境に高度の安全
性が確保される。

【００２８】図２において、第１の出湯口１０１の加熱
層１１０の加熱により、第１、第２の管１１、１２内の
溶湯の有無に拘わらず、炉体２内部から溶融メタル６２
が第１の出湯口１０１へ誘導される。この場合、加熱層
１１０と炉体２内部との中間連結部２３は加熱層１１０
の内径より大きく形成されているので、この中間連結部
２３の溶湯に対する加熱層１１０側及び炉体２側の熱の
伝導効率が高められ、この中間連結部２３で溶湯の流動
化が促進される。また、この中間連結部２３の周囲に
は、断熱層１２０を延長して、この中間連結部２３の溶
湯を冷却する要因をなす冷却手段１７を遮断する断熱隔
壁１２３が設けられていて、冷却手段１７による中間連
結部２３の溶湯の冷却が防止され、この溶湯の流動化が
確実に促進される。このようにして溶融メタル６２は第
１、第２の管１１、１２内に固化することなしに、確実
に進入していく。

【００２９】図１において、炉体２内部で溶融メタル６
２層が漸次増加し、そのレベルが上昇していくととも
に、炉体２内部から下層の溶融メタル６２が第１の出湯
口１０１の第１の管１１へ漸次流入し、第２の管１２を
上昇していく。炉体２内部で溶湯６の湯面が出滓口２２
レベルに上がり、第２の管１２の溶融メタル６２が開口
１２Ａレベルに達して、両者が均衡する。引き続き炉体
２内部で溶融メタル６２が増加されると、これに応じて
第１の出湯口１０１の第２の管１２（開口１２Ａ）から
溶融メタル６２が排出され、樋１３１上を加熱装置に加
熱されながら流されるとともに樋１３１の下端から連続
的に滴下され、その下方の溶湯排出設備に入れられる。
これにより炉体２内部の溶融メタル６２の層が減量調整
される。この場合、溶湯排出設備に導かれる溶融メタル
６２には灰溶融炉１の運転開始時のみ、一時的に溶融ス
ラグ６１が混入されるが、炉体２内部の上層の溶融スラ
グ６１が第１の出湯口１０１（の連結端１１Ａ）の上ま
で上がれば、それ以降、第１の出湯口１０１の上部開口
１２Ａから溶融スラグ６１の混入のない溶融メタル６２
のみが連続して排出され、溶湯排出設備には溶融メタル
６２のみが入れられていく。

【００３０】なお、この加熱装置１９の連続運転の場合
でも、炉体２内部に溶湯が十分に溜まるまで、加熱装置
１９に通電せず（つまり第１の出湯口１０１を加熱せ
ず）、溶融メタル６２が第１の出湯口１０１の上部開口
１２Ａよりも少し低い位置、例えば図１中、ｈ２付近ま
で上昇したところで、加熱装置１９を通電してもよい。
このようにして第１、第２の管１１、１２が加熱される
と、溶融メタル６２が炉体２内部の最下部より第１の出
湯口１０１の上部開口１２Ａまで導かれ、炉体２内部の
溶融メタル６２の溶融増加とともに、上部開口１２Ａか
ら排出され、樋１３１上を流れて、その下端から連続的
に滴下される。

【００３１】また、第１の出湯口１０１から溶融メタル
６２を排出する間、第３の管１３上の誘導加熱コイル１
９０は通電せず、冷却された状態になっている。このた
め、溶融メタル６２は第３の管１３へ流入するが、第３
の管１３の中で急激な温度低下が発生し、冷却固結され
る。

【００３２】この灰溶融炉１では、概ね６箇月に１度の
割合で、炉底２１に用いている耐火物の点検や補修を行
うなど灰溶融炉１のメンテナンスを実施するため、炉体
２から全量の溶湯６が排出される。この場合、まず第
１、第２、第３の管１１、１２、１３上の誘導加熱コイ
ル１９０が通電され、第１、第２、第３の管１１、１
２、１３が加熱されて、これらの管１１、１２、１３の
中の溶融メタル６２が流動化される。次いで、図３にお
いて開口装置１８が作動され、第２の出湯口１０２先端
の開口１３Ａに突き棒１８１がその駆動機構１８２によ
り第３の管１３内へ挿入され、開口１３Ａに詰められた
モルタル、さらに開口１３Ａ付近に固化したメタルがあ
ればこのメタルも併せて突き破られる。突き棒１８１が
抜き外されると、第２の出湯口１０２が開口され、この
第２の出湯口１０２を通じ、第１、第２、第３の管１
１、１２、１３内の溶湯に続いて、炉体２内部の全量の
溶湯６が固化することなしに、円滑に排出される。

【００３３】なお、第２の出湯口１０２先端の開口１３
Ａに蓋部材１５が差し込まれている場合は、蓋部材１５
がその駆動機構により抜き取られ、その開口１３Ａが開
かれる。この場合、第２の出湯口１０２に差し込まれた
蓋部材１５により開口１３Ａ付近に固化したメタルが溶
融しない場合、蓋部材１５が抜き取られた後、開口装置
１８により固化したメタルが突き破られて開通され、溶
湯６が排出される。

【００３４】図２において、この出湯装置１０では、上
記出湯方式から、出湯口１００の加熱層１１０が繰り返
し溶湯６の高熱に晒されるため、加熱層１１０の劣化に
より、又は加熱装置１９の間欠運転で、溶融メタルの溶
融、固化が繰り返され、この溶融メタルと加熱層１１０
との熱膨張係数の違いにより、加熱層１１０にクラック
が入って、このクラックを通じて溶湯が漏れ出すような
場合でも、出湯口１００の多層構造によりその機能を維
持され、出湯に差し支えることがない。すなわち、加熱
層１１０から溶湯が漏れ出しても、この溶湯はまず断熱
層１２０で阻止され、この断熱層１２０で溶湯の漏出を
止めることができないときは、溶湯は耐火層１３０で確
実に遮断され、溶湯が出湯口１００の外部に漏れ出すこ
とがない。この場合、加熱層１１０から漏れ出した溶湯
は、断熱層１２０の軟質の耐火断熱材（セラミックファ
イバ）１２１からしみ出され、これが硬質の断熱材（セ
ラミック多孔質チューブ）１２２で阻止される。また、
耐火層１３０は熱伝導度が高く、この耐火層１３０に埋
設された加熱装置１９の誘導加熱コイル（水冷銅管）１
９０により冷却されていて、加熱層１１０から漏れ出し
た溶湯が断熱層１２０で阻止できないときでも、この溶
湯は耐火層１３０で確実に遮断され、さらに冷却により
凝固される。このようにして加熱層１１０内の溶湯の流
路１１１は断熱層１２０、耐火層１３０により保護さ
れ、引き続き上記出湯方式により溶湯が出湯される。

【００３５】また、出湯口１００には、この耐火層１３
０の冷却手段１７、すなわち誘導加熱コイル１９０に、
この水冷銅管１９１が破損した場合にその周囲の高熱に
より発生する蒸気の圧力よりも低い水圧で水が通されて
いて、加熱層１１０から溶湯が漏れ出し、さらに水冷銅
管１９１が破損して水漏れを起こした場合でも、この水
は加熱層１１０周囲の高熱により高圧の蒸気になり、こ
の圧力で水冷銅管１９１から水の漏出が防止される。

【００３６】また、加熱層１１０と耐火層１３０との間
に蒸気が発生した場合、この蒸気は、断熱層１２０の軟
質の耐火断熱材１２１に形成された排蒸路１０３、耐火
層１３０の排蒸路１０４、外部排蒸口１０５を通じて出
湯口１００の外部に排出され、出湯口１００内部が減圧
調整される。さらに、この排蒸手段で蒸気の排出が検知
されると緊急停止装置により出湯動作が停止される。

【００３７】このように上記第１の実施の形態によれ
ば、炉体２の出滓口２２と別に、炉体２外部に略L字形
に形成して、炉体２側の上下各層の溶湯６の比重及び各
層の厚さに応じて炉体２内部の溶湯６から下層の溶湯６
を炉体２外部に誘導し、排出する第１の出湯口１０１を
設けるとともに、この出湯口１０１を加熱する加熱装置
１９を設け、灰溶融炉１の運転中、溶融スラグ６１を出
滓口２２から取り出す間、炉体２内部で漸次増加する溶
融メタル６２を加熱装置１９の間欠運転又は連続運転に
より加熱して、溶融メタルを累積的に増加させるごとに
又は溶融メタル６２が増加するごとに排出するようにし
ているので、炉体２内部の溶融メタル６２の量を調整し
て、溶融メタル６２上層に一定量の溶融スラグ６１を保
持することができる。

【００３８】また、この灰溶融炉１に投入した焼却灰に
金属類の含有量が少ない場合は、加熱装置１９の間欠運
転により、第１の出湯口１０１を間欠的に加熱すること
により、溶融メタル６２を累積的に増加させて排出する
ことができ、溶融メタル６２を確実かつ円滑に、さらに
効率的に排出することができる。しかも、この間欠運転
の場合、加熱装置１９が間欠的に通電されるので、連続
運転に比べて消費電力が大幅に少なく、さらに第１、第
２の管１１、１２が高熱に長時間に亘って晒されること
がないので、第１、第２の管１１、１２の脱炭を抑えて
その寿命を伸長することができ、全体としてコストの低
減を図ることができる。反対に、焼却灰に金属類を多く
含む場合は、加熱装置１９の連続運転により、第１の出
湯口１０１を連続的に加熱することにより、溶融メタル
６２を増加するごとに連続的に排出して、溶融メタル６
２を確実かつ円滑に、さらに効率的に排出することがで
きる。また、加熱装置１９の間欠運転でも連続運転で
も、第１の出湯口１０１を加熱して溶湯６を加熱するの
で、第１の出湯口１０１の溶湯６を有効に流動化するこ
とができ、漸次増加する下層の溶融メタル６２を確実か
つ円滑に、さらに効率的に排出することができる。

【００３９】また、炉体２外部に略直線形に形成して、
炉体２側の溶湯６を誘導、排出する第２の出湯口１０２
を設けるとともに、この出湯口１０２を加熱する加熱装
置１９を設け、第２の出湯口１０２を加熱することによ
り、第２の出湯口１０２内の溶湯６を流動化するように
しているので、第２の出湯口１０２を自動開通して炉体
２内部の全量の溶湯６を確実かつ円滑に、さらに効率的
に排出することができる。この第２の出湯口１０２によ
れば、炉底２１の点検、補修など灰溶融炉１のメンテナ
ンスを行う場合に、炉体２内部の全量の溶湯６を短時間
に排出することができる。さらに、この第２の出湯口１
０２を非加熱にすることにより冷却して、第２の出湯口
１０２内の溶湯６を積極的に固化させるようにしている
ので、第２の出湯口１０２を溶湯６の固結物で閉止する
ことができる。したがって、耐火物の特別な閉止部材を
不要とすることができ、コストの低減を図ることができ
る。またさらに、この第２の出湯口１０２の自動開閉に
より、溶湯６の出湯途中に出湯を中断することができ、
溶融メタル６２を必要な量だけ取り出すこともできる。

【００４０】また、出湯装置１０に突き棒１８１とその
駆動機構１８２とを併設しているので、第２の出湯口１
０２を開放する場合に、この出湯口１０２内部にメタル
の固化層など溶湯の固結物があっても、これを突き棒１
８１で突き破り、第２の出湯口１０２を有効に穿通する
ことができ、全量の溶湯６を確実に排出することができ
る。また、この第２の出湯口１０２の場合、先端の開口
１３Ａを蓋部材１５で開閉可能に閉塞することにより、
安全性の向上を図ることができる。

【００４１】また、第１の出湯口１０１と第２の出湯口
１０２とを一体的に構成しているので、部品点数を減少
してコストの低減を図ることができるとともに、出湯に
際し、炉体２内部から第２の出湯口１０２を通じて抜き
出された溶湯６を炉体２外部において第１の出湯口１０
１と共通の位置で排出処理することができ、溶湯６を効
率的に排出することができる。

【００４２】また、上記第１の実施の形態においては、
出湯口１００を、溶湯の流路１１１を有し、溶湯を加熱
する加熱層１１０と、加熱層１１０の周囲を被覆して、
加熱層１１０の熱を遮断可能な断熱層１２０と、断熱層
１２０の周囲を被覆して、溶湯を遮断可能な耐火層１３
０とを備え、炉体２内部の溶湯を出湯する場合、加熱層
１１０で炉体２内部の溶湯を加熱しながら誘導するの
で、溶湯を出湯口１００の途中で固化することなしに、
確実に出湯することができ、この場合、加熱層１１０の
熱を断熱層１２０で遮断するので、出湯口１００表面の
耐火層１３０に加熱層１１０の高熱を伝導することがな
く、灰溶融炉１周囲の作業環境に高度の安全性を確保す
ることができる。また、加熱層１１０は繰り返し溶湯の
高熱に晒されるため、加熱層１１０の劣化により、又は
加熱装置１９の間欠運転で、溶融メタルの溶融、固化が
繰り返され、この溶融メタルと加熱層１１０との熱膨張
係数の違いにより、加熱層１１０にクラックが入り、こ
のクラックを通じて溶湯の漏出が発生した場合でも、溶
湯をまず断熱層１２０の硬質の断熱材（セラミック多孔
質チューブ）１２２で阻止し、この断熱層１２０で溶湯
の漏出を止めることができないときでも溶湯を耐火層１
３０で確実に遮断することができ、溶湯を出湯口１００
の外部に漏れ出すことがない。したがって、出湯に支障
をきたすことなしに、出湯を確実かつ安全に行うことが
できる。

【００４３】また、加熱装置１９に、間接誘導加熱方式
を採用し、加熱層１１０を、黒鉛などの導電性材料を添
加された耐火物により形成するとともに、この加熱層１
１０の周囲に誘導加熱コイル１９０を巻装し、誘導加熱
コイル１９０を高周波電源により通電して、加熱層１１
０を加熱し、この加熱層１１０で炉体２内部の溶湯を加
熱しながら誘導するので、溶湯を出湯口１００の途中で
固化することなしに、確実に出湯することができる。ま
た、この加熱装置１９では、誘導加熱コイル１９０を、
水冷銅管１９１により形成し、耐火層１３０の中に埋設
しているので、出湯装置１０周囲の作業環境に高度の安
全性を確保することができる。

【００４４】また、断熱層１２０を、加熱層１１０の周
囲を覆う軟質の耐火断熱材（セラミックファイバ）１２
１と、この軟質の耐火断熱材１２１を覆う硬質の断熱材
（セラミック多孔質チューブ）１２２とにより形成して
いるので、軟質の耐火断熱材１２１で加熱層１１０の加
熱・冷却による膨張、収縮を吸収することができ、また
この加熱層１１０の膨張、収縮により加熱層１１０にク
ラックが入り、溶湯が漏れ出すような場合でも、硬質の
断熱材１２２で溶湯の漏出を阻止することができる。

【００４５】また、耐火層１３０を、熱伝導度の高い耐
火物により形成しているので、加熱層１１０の劣化等に
より溶湯が漏れ出した場合に、これを断熱層１２０で阻
止できないときでもこの溶湯の漏出を耐火層１３０で確
実に遮断することができ、溶湯を出湯口１１０の外部に
漏れ出すのを確実に防止することができる。さらに、耐
火層１３０に、冷却手段１７を埋設しているので、この
冷却手段１７により冷却された耐火層１３０で溶湯を冷
却、凝固させることができる。この場合、冷却手段１７
に加熱装置１９の誘導加熱コイル（水冷銅管）１９０を
利用して、同一の水冷銅管１９１で、加熱層１１０の加
熱と耐火層１３０の冷却とを併せて行うので、装置構成
を簡素化してコストの低減を図ることができる。また、
誘導加熱コイル１９０の水冷銅管１９１には、水温監視
装置が接続されて、常時水温が監視されていて、予め設
定した温度に達すると、水温の上昇を知らせる警報を発
するようになっているが、この水冷銅管１９１が破損し
た場合にその周囲の高熱により発生する蒸気の圧力より
も低い圧力で水を通すようにしているので、加熱層１１
０の劣化等により溶湯が漏れ出し、さらに水冷銅管１９
１が破損して水漏れを起こした場合でも、この水を加熱
層１１０周囲の高熱により高圧の蒸気にして、この圧力
で水冷銅管１９１から漏水を防止することができる。

【００４６】また、加熱層１１０と耐火層１３０との間
に排蒸路１０３、１０４、外部排蒸口１０５を備え、こ
の両層間に蒸気が発生した場合にこの蒸気を出湯口１０
０外部に排出するようにしているので、加熱層１１０と
耐火層１３０との間に蒸気が発生した場合に、出湯口１
００内部を減圧調整することができる。またさらに、こ
の排蒸手段からの蒸気の排出を検知して、出湯動作を停
止する緊急停止装置を併設しているので、出湯口１００
内部に蒸気が発生した場合に、出湯動作を停止すること
ができ、安全性を充分に確保することができる。

【００４７】また、加熱層１１０の出湯端側の一定の範
囲を、加熱層１１０の入湯端側の内径よりも小さく形成
しているので、出湯口１００の出湯端を溶湯処理設備に
適合させることができる。また、加熱層１１０と炉体２
内部との中間連結部２３を加熱層１１０の内径より大き
く形成しているので、この中間連結部２３の溶湯に加熱
層１１０側及び炉体２側の熱の伝導効率を高めて、溶湯
の流動化を促進することができる。さらに、この中間連
結部２３の周囲に、断熱層１２０を延長して、この中間
連結部２３の溶湯を冷却する要因を遮断する断熱隔壁１
２３を設けているので、中間連結部２３の溶湯の冷却を
防止して、溶湯の流動化を確実に促進することができ
る。

【００４８】なお、第１の実施の形態では、出湯口１０
０上部に樋１３１と加熱装置を設け、第１の出湯口１０
１から出湯された溶湯を加熱しながら流し出すようにし
ているが、この樋１３１に代えて、この部分に第１の出
湯口１０１を延長し、誘導加熱コイル１９０で加熱する
ようにしてもよく、このようにしても同様の作用効果を
奏することができる。

【００４９】（実施の形態２）図４は本発明の第２の実
施の形態における灰溶融炉に備えた出湯装置の要部拡大
断面図である。第１の実施の形態では、第１の出湯口１
０１と第２の出湯口１０２とを一体化しているが、第２
の実施の形態においては、第１の出湯口１０１と第２の
出湯口１０２とをそれぞれ、別体の加熱層１１０、断熱
層１２０により形成して、これら出湯口１０１、１０２
を共通の耐火層１３０で保護している。すなわち、第
１、第２の出湯口１０１、１０２は、溶湯の流路１１１
を有し、溶湯を加熱する加熱層１１０と、加熱層１１０
の周囲に被覆され、加熱層１１０の熱を遮断可能な断熱
層１２０とにより２層構造の筒状に形成され、その断熱
層１２０の周囲に誘導加熱コイル１９０が巻装されてい
る。このようにして第１、第２の出湯口１１０、１２０
は各々異なる向きに傾斜した状態で、さらにその周囲及
び両端に耐火層１３０がブロック状に形成して被せ付け
られる。この場合、第１の出湯口１０１は水平方向に対
してその出湯端を上方に向けて所定の角度に傾斜され、
第２の出湯口１０２は水平方向に対してその出湯端を下
方に向けて所定の角度に傾斜され、各出湯口１０１、１
０２の連結端１１Ａが耐火層１３０の炉体２に対する接
合面から突出される。なお、第１の出湯口１０１の所定
の角度の傾斜により、出湯端の高さは、炉体２側の上層
の溶湯取出レベル（出滓口２２レベル）に対して若干下
がった位置に設定され、第１の実施の形態と同様に、こ
の高さをｈ３、炉体２内部の上層の溶湯６（溶融スラグ
６１）の比重をγ１、その層の厚さをｈ１、下層の溶湯
６（溶融メタル６２）の比重をγ２、その層の厚さをｈ
２とした場合、次式から算出される。（γ１×ｈ１）＋（γ２×ｈ２）＝γ２×ｈ３また、第２の出湯口１０２の所定の角度の傾斜により、
その出湯端の高さは、第２の出湯口１０２から炉体２内
部の溶湯が全量出湯可能に、炉底２１から適宜下がった
所定の位置に設定される。

【００５０】このように、第２の実施の形態では、第
１、第２の出湯口１０１、１０２の溶湯の流路１１１を
分けている点が異なるだけで、基本的な構成は第１の実
施の形態と同様である。このようにしても、第１の実施
の形態と同様の作用効果を奏することができる。

【００５１】また、第１、第２の出湯口１０１、１０２
を完全に分割して、それぞれを加熱層１１０、断熱層１
２０、耐火層１３０の３層構造にして形成してもよく、
このように変更しても第１の実施の形態と同様の作用効
果を奏することができる。

【００５２】なお、第１、第２の実施の形態において
は、炉体２（１基）に第１、第２の出湯口１０１、１０
２を有する出湯口１００を１つ設けているが、炉体２
（１基）に出湯口１００又は加熱装置１９を含む出湯装
置１０を２つ以上備えてもよい。この場合、出湯口１０
０は、第１、第２の出湯口１０１、１０２が一体に形成
されていても別体に形成されていてもいずれでもよく、
さらに第１、第２の出湯口１０１、１０２のいずれか一
方のみでもよい。このようにして２つ以上の出湯口１０
０を同時使用することにより、出湯量を調整することが
でき、必要な量の溶湯をさらに効率良く出湯することが
できる。また出湯速度が上がるので、全量の出湯をさら
に迅速に行うことができる。また、２つ以上の出湯口１
００を同時使用するのではなく、そのうち１つの出湯口
１００を常時使用として、他の出湯口１００を、常時使
用の出湯口１００が劣化した場合など必要に応じて予備
的に使用することができる。

【００５３】また、複数の出湯口１００を備える場合、
全部又は一部の出湯口を、（出湯端の）開口に異なる径
を設定したり、全体の大きさを種々に変えたりして溶湯
の出湯量が異なるように形成してもよい。このようにし
て、通常は出湯量の多い又は少ない出湯口を使用し、必
要に応じて出湯量の少ない又は多い出湯口に替えて、あ
るいはこれらの出湯口を併せて使用することにより、出
湯量を種々に調整することができ、必要な量の溶湯をさ
らに効率的に出湯することができる。なお、複数の出湯
口の全部又は一部に、溶湯の出湯量の同じ出湯口を用い
てもよく、この場合でも、各出湯口を選択的に組み合わ
せて使用することにより、溶湯の出湯量を種々に変更す
ることができ、必要な量の溶湯を効率的に出湯すること
ができる。

【００５４】また、定置式あるいは傾動式の灰溶融炉に
備える既存の出湯方式に加えて、第１の出湯口１０１又
は第２の出湯口１０２を選択的に設けることができ、第
１の出湯口１０１又は第２の出湯口１０２と同様の作用
効果を得ることができる。また、第１の出湯口１０１又
は第２の出湯口１０２又はこれらを一体化した出湯装置
１０（以下、出湯装置１０等と省略する。）と炉体２と
の連結位置を、炉体２の周壁２０下部又は底壁から任意
に選定することができ、出湯装置１０等を灰溶融炉の周
辺機器に干渉することなしに備えることができる。出湯
装置１０等を炉体２の底壁に設ける場合は、略Ｌ字形又
は略直線形をなす管体の一部が適宜変形される。

【００５５】

【発明の効果】本発明は、上記各実施の形態から明らか
なように、出湯口が、溶湯の流路を有し、溶湯を加熱す
る加熱層と、加熱層の周囲に被覆され、加熱層の熱を遮
断可能な断熱層と、断熱層の周囲に被覆され、溶湯を遮
断可能な耐火層とにより形成されているので、炉体内部
の溶湯を出湯する場合、加熱層で炉体内部の溶湯を加熱
しながら誘導し、溶湯を出湯口の途中で固化することな
しに、確実に出湯することができ、この場合、加熱層の
高熱が断熱層で遮断されることにより、出湯口表面の耐
火層に高熱が伝導されることがなく、溶融炉周囲の作業
環境に高度の安全性を確保することができる。また、加
熱層は繰り返し溶湯の高熱に晒されるため、その劣化に
より、又は加熱手段で溶融メタルの溶融、固化が繰り返
され、この溶融メタルと加熱層との熱膨張係数の違いに
より、加熱層にクラックが入り、このクラックを通じて
溶湯が漏れ出すような場合でも、これをまず断熱層で阻
止し、この断熱層で溶湯の漏出を止めることができない
ときでもこれを耐火層で確実に遮断することができる。
したがって、溶湯を出湯口の外部に漏れ出すのを確実に
防止することができ、出湯に支障をきたすことなしに出
湯を確実かつ安全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の実施の形態における溶融炉及び
その出湯装置の断面図

【図２】同出湯装置の拡大断面図

【図３】同出湯装置に備えた蓋部材及び開口装置の側面
図

【図４】本発明の第２の実施の形態における溶融炉の出
湯装置の拡大断面図

【符号の説明】

１灰溶融炉２炉体２０周壁２１炉底２２出滓口２３中間連結部３電極（負極側）４電極（正極側）５天壁６溶湯６１溶融スラグ６２溶融メタル７焼却灰供給装置７１供給口１０出湯装置１００出湯口１０１第１の出湯口１０２第２の出湯口１０３排蒸路１０４排蒸路１０５外部排蒸口１１０加熱層１１１溶湯の流路１２０断熱層１２１軟質の耐火断熱材（セラミックファイバー）１２２硬質の断熱材（セラミック多孔質チューブ）１２３断熱隔壁１３０耐火層１３１樋１１第１の管１１Ａ連結端１２第２の管１２Ａ開口１３第３の管１３Ａ開口１４制御盤１４１操作部１５蓋部材１７冷却手段（水冷管）１８開口装置１８１突き棒１８２駆動機構１９加熱装置１９０誘導加熱コイル１９１水冷銅管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者町田敬信東京都港区西新橋１丁目18番17号日精株式会社内 (72)発明者山下繁昭東京都千代田区内幸町２丁目２番３号川崎製鉄株式会社内Ｆターム(参考） 3K059 AA08 AA10 AB07 AB09 3K061 NB02 NB07 NB27 NB28 4K045 AA04 BA07 GA12 GD04 4K055 AA03 JA09 JA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被溶融物を加熱溶融する炉体に貫装さ
れ、炉体内部の溶湯を出湯する出湯口と、出湯口内の溶
湯を加熱する加熱手段とを備え、炉体内部の溶湯を誘導
し、出湯する溶融炉の出湯装置において、出湯口は、溶湯の流路を有し、溶湯を加熱する加熱層と、加熱層の周囲に被覆され、加熱層の熱を遮断可能な断熱
層と、断熱層の周囲に被覆され、溶湯を遮断可能な耐火層とを
備えたことを特徴とする溶融炉の出湯装置。
【請求項２】加熱手段に、間接誘導加熱方式が採用さ
れる請求項１に記載の溶融炉の出湯装置。
【請求項３】加熱手段に、加熱層の周囲に断熱層の上
から巻装される誘導加熱コイルと、誘導加熱コイルに通
電する高周波電源とを備える請求項２に記載の溶融炉の
出湯装置。
【請求項４】誘導加熱コイルは、水冷管により形成さ
れる請求項３に記載の溶融炉の出湯装置。
【請求項５】誘導加熱コイルは、耐火層の中に埋設さ
れる請求項３又は４に記載の溶融炉の出湯装置。
【請求項６】加熱層は、導電性材料を添加された耐火
物により形成される請求項２乃至５のいずれかに記載の
溶融炉の出湯装置。
【請求項７】加熱層は、黒鉛を添加された耐火物によ
り形成される請求項２乃至５のいずれかに記載の溶融炉
の出湯装置。
【請求項８】断熱層は、加熱層の周囲を覆う軟質の耐
火断熱材と、この軟質の耐火断熱材を覆う硬質の断熱材
とにより形成される請求項２乃至７のいずれかに記載の
溶融炉の出湯装置。
【請求項９】軟質の耐火断熱材に、セラミックファイ
バが用いられる請求項８に記載の溶融炉の出湯装置。
【請求項１０】硬質の断熱材に、セラミックチューブ
が用いられる請求項８又は９に記載の溶融炉の出湯装
置。
【請求項１１】耐火層は、熱伝導度の高い耐火物によ
り形成される請求項２乃至１０のいずれかに記載の溶融
炉の出湯装置。
【請求項１２】耐火層に、冷却手段が併設される請求
項１１に記載の溶融炉の出湯装置。
【請求項１３】冷却手段は、水冷管により形成されて
耐火層の中に埋設される請求項１２に記載の溶融炉の出
湯装置。
【請求項１４】水冷管に、水冷管が破損した場合にそ
の周囲の高熱により発生する蒸気の圧力よりも低い水圧
で水が通される請求項１３に記載の溶融炉の出湯装置。
【請求項１５】水冷管と加熱手段の誘導加熱コイルが
兼用される請求項１３又は１４に記載の溶融炉の出湯装
置。
【請求項１６】加熱層と耐火層との間に、この両層間
に蒸気が発生した場合にこの蒸気を出湯口外部に排出す
る排蒸手段を備える請求項１乃至１５のいずれかに記載
の溶融炉の出湯装置。
【請求項１７】排蒸手段からの蒸気の排出を検知し
て、出湯動作を停止する緊急停止手段を備える請求項１
６に記載の溶融炉の出湯装置。
【請求項１８】加熱層の出湯端側の一定の範囲は、加
熱層の入湯端側の内径よりも小さく形成される請求項１
乃至１７のいずれかに記載の溶融炉の出湯装置。
【請求項１９】加熱層と炉体内部との中間連結部は、
加熱層の内径より大きく形成される請求項１乃至１８の
いずれかに記載の溶融炉の出湯装置。
【請求項２０】加熱層と炉体内部との中間連結部の周
囲に、この中間連結部の溶湯を冷却する要因を遮断する
断熱手段を備える請求項１乃至１９のいずれかに記載の
溶融炉の出湯装置。
【請求項２１】断熱手段は、断熱層を延長して形成さ
れる請求項２０に記載の溶融炉の出湯装置。
【請求項２２】炉体に複数の出湯口を備える請求項１
乃至２１のいずれかに記載の溶融炉の出湯装置。
【請求項２３】複数の出湯口の全部又は一部に、溶湯
の出湯量の異なる又は同じ出湯口が用いられる請求項２
２に記載の溶融炉の出湯装置。