JP2003202105A - 溶融処理装置及びそれを備える廃棄物処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料に空気を供給することなく、廃棄物の溶
融処理を行うことができる溶融処理装置及びそれを備え
る廃棄物処理システムを提供する。 【解決手段】 廃棄物処理システムを構成する溶融処理
装置４１は、溶融炉１０と、この溶融炉１０の下方位置
に配設されたスラグ回収部２０と、スラグ回収部２０の
側方に配設された排気部３１ａとから構成されている。
溶融炉１０は、その内部に溶融室１１を有し、上部には
溶融バーナー１８が配設されている。この溶融バーナー
１８は、その燃料として水素及び酸素ガスをモル比が水
素：酸素で２：１となるように均一に混合して得られる
ブラウンガスが使用されている。そして、ブラウンガス
を燃焼させ、その燃焼熱により廃棄物７０を溶融させる
ときには、装置外部から溶融室１１への空気の流入が遮
断されるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばゴミ焼却
時に排出される焼却灰、アルミニウム、鉄、銅等の金属
の精錬時又は鋳物の鋳造時に発生する金属スケール等の
ような廃棄物を加熱溶融するための溶融処理装置及びそ
れを備える廃棄物処理システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記のような溶融処理装置は、廃
棄物を溶融させるための溶融炉を備えている。この溶融
炉は、その内部に廃棄物を貯留するための溶融室が区画
形成されるとともに、溶融室内には燃料を燃焼させたと
きに生ずる燃焼熱で溶融室に貯留された廃棄物を溶融す
るための溶融バーナーが配設されている。この溶融バー
ナーの燃料としては、化石燃料より得られる可燃性ガス
等が用いられ、これを燃焼させることにより、約１３０
０℃以上の高い燃焼熱を得ることができるようになって
いる。また、さらに高い燃焼熱を得る必要があるなら
ば、例えばテルミット剤等のような溶融促進剤が廃棄物
とともに投入され、この溶融促進剤が溶融バーナーから
の炎で着火されることにより、高い燃焼熱を得ることが
できるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
溶融処理装置によれば、溶融バーナーの燃料として、化
石燃料より得られる可燃性ガス等を用いるため、これを
燃焼させるために溶融室内に空気を供給する必要があ
る。しかし、このような燃料を空気中で燃焼させると、
空気中の窒素が酸化されて窒素酸化物（ＮＯ_x）が生成
されたり、燃焼時に大量の一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化
炭素（ＣＯ₂）、硫黄酸化物（ＳＯ_x）等が生成されたり
等して、これらが装置の外部に排ガスとして排気されて
しまうという問題があった。

【０００４】この発明は、このような従来技術に存在す
る問題点に着目してなされたものである。その目的とす
るところは、燃料に空気を供給することなく、廃棄物の
溶融処理を行うことができる溶融処理装置及びそれを備
える廃棄物処理システムを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の溶融処理装置の発明は、廃棄物
を堆積して溶融するための溶融室と、水素及び酸素ガス
をモル比が水素：酸素で２：１となるように混合してな
るブラウンガスを燃料として用い、ブラウンガスを燃焼
させて廃棄物を溶融するための溶融バーナーと、前記溶
融室への外部からの空気の流入を遮断するための遮断手
段とを備えるとともに、前記溶融バーナーを廃棄物の対
向位置に配設し、ブラウンガスの燃焼によって生じる炎
を廃棄物に向け、その燃焼熱で廃棄物を溶融するとき、
前記遮断手段により溶融室に外部から空気が流入するこ
とを遮断するように構成することを特徴とするものであ
る。

【０００６】請求項２に記載の溶融処理装置の発明は、
請求項１に記載の発明において、前記溶融室の後方上部
には廃棄物を投入するための投入口を設け、溶融室の前
方下部には溶融された廃棄物を排出するための排出口を
設け、溶融室の内部において廃棄物を投入口から排出口
に向かって傾斜するように堆積させるとともに、前記溶
融バーナーを溶融室に対して進退可能に構成し、溶融バ
ーナーが廃棄物の表面から一定の距離を保持しながら溶
融室に進出することにより、堆積した廃棄物をその表面
から所定厚さだけ溶融させた後、溶融バーナーが溶融室
から後退し、前記投入口から廃棄物を溶融室に堆積され
た廃棄物の表面に溶融した分量だけ投入するように構成
することを特徴とするものである。

【０００７】請求項３に記載の溶融処理装置の発明は、
請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記溶融
室の後方下部には供給口を設け、溶融バーナーで堆積し
た廃棄物をその表面から溶融させながら、該供給口を介
して堆積された廃棄物の後方から溶融室内に廃棄物を連
続して供給することにより、廃棄物を連続して溶融可能
に構成することを特徴とするものである。

【０００８】請求項４に記載の溶融処理装置の発明は、
請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明におい
て、前記溶融室より下流側には、該溶融室で廃棄物を溶
融させたときに生じる排ガスを移送するため、溶融室と
連通された排気路を有する排ガス処理部を設けるととも
に、当該排ガス処理部には前記ブラウンガスを燃料とし
て用い、ブラウンガスの燃焼によって生じる燃焼熱で排
気路を移動する排ガスを燃焼させて熱分解するためのバ
ーナーを設けることを特徴とするものである。

【０００９】請求項５に記載の溶融処理装置の発明は、
請求項１に記載の発明において、前記廃棄物は溶融室の
後方から前方へ移動するように構成され、溶融室の後方
には、投入口を介して溶融室に廃棄物を連続して投入す
る連続投入機構を備えるとともに、溶融室の中間部に
は、廃棄物をその移動過程で溶融する溶融バーナーが設
けられていることを特徴とするものである。

【００１０】請求項６に記載の溶融処理装置の発明は、
請求項５に記載の発明において、前記溶融室の両側部に
は、廃棄物の移動過程に沿って溶融バーナーがそれぞれ
設けられていることを特徴とするものである。

【００１１】請求項７に記載の廃棄物処理システムの発
明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の溶融処
理装置と、外部より供給された熱エネルギーを利用して
内部に収容された被対象物を燃焼又は加熱するための熱
エネルギー利用設備とを備え、当該溶融処理装置の排ガ
ス処理部と熱エネルギー利用設備との間を熱媒体供給管
で接続し、溶融処理装置の溶融室で廃棄物を溶融させた
ときに生じる排ガスを熱媒体供給管を介して熱エネルギ
ー利用設備に供給し、この排ガスを被対象物を燃焼又は
加熱させるための熱エネルギーとして利用することを特
徴とするものである。

【００１２】請求項８に記載の廃棄物処理システムの発
明は、請求項７に記載の発明において、前記熱エネルギ
ー利用設備と、排ガス処理部との間を排ガス移送管で接
続し、熱エネルギー利用設備で被対象物を燃焼又は加熱
させた後に生じる排ガスを排ガス移送管を介して排ガス
処理部の排気路に送り込み、この排ガスをバーナーを用
いて熱分解するように構成したことを特徴とするもので
ある。

【００１３】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、この発明
の第１実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。

【００１４】図３に示すように、廃棄物処理システムは
溶融処理装置４１を備え、この溶融処理装置４１にガス
発生装置４２と、熱エネルギー利用設備としての焼却炉
４３とが接続されて構成されている。溶融処理装置４１
は、廃棄物に溶融処理を施すための溶融炉１０と、廃棄
物を溶融したときに生じる溶融スラグを回収するための
スラグ回収部２０と、廃棄物を溶融したときに生じる排
ガスを処理するための排ガス処理部３０とから構成され
ている。

【００１５】前記ガス発生装置４２はその原料に水を用
いてこれを電気分解又は熱分解することにより、水素及
び酸素ガスをモル比が水素：酸素で２：１となるように
混合してなるブラウンガスを発生させるようになってい
る。ガス発生装置４２で発生したブラウンガスは、溶融
処理装置４１の溶融炉１０、スラグ回収部２０及び排ガ
ス処理部３０に供給され、それぞれで廃棄物又は排ガス
を処理するための燃料として使用されている。

【００１６】前記焼却炉４３はその内部に収容された、
例えば紙くず、木くず、布屑、プラスチック屑、可燃ゴ
ミ等のような被対象物としての燃焼物を焼却するように
構成されている。焼却炉４３には溶融処理装置４１の排
ガス処理部３０から廃棄物を溶融したときに生じる排ガ
スが供給されており、この排ガスが燃焼物を焼却するた
めの熱エネルギーとして利用されている。また、燃焼物
を焼却したときに生じる排ガスは、溶融処理装置４１の
排ガス処理部３０へと送られ、ここで処理されている。
さらに、燃焼物を焼却したときに生じる焼却灰は溶融処
理装置４１の溶融炉１０へと送られ、廃棄物として溶融
処理を施されるように構成されている。

【００１７】次に、前記溶融処理装置４１の構成につい
て説明する。まず、溶融炉１０について説明する。図１
及び図２に示すように、溶融炉１０は溶融処理装置４１
の左側上部に配設され、その内部にジルコニア製の耐熱
壁６０によって区画形成された溶融室１１を有してい
る。溶融炉１０の後方側となる左側壁において、その上
部には投入口１２が溶融室１１の後方上部で開口するよ
うに透設されている。この投入口１２よりも装置の外部
には筒状の投入部１５が配設されている。この投入部１
５の内部にはプッシャー１３が投入部１５の内部と投入
口１２の間を往復動可能に設けられるとともに、投入部
１５の上部にはホッパー１４が取り付けられている。

【００１８】図１のホッパー１４近傍の矢印で示すよう
に、投入部１５にはホッパー１４からその内部に廃棄物
７０が供給される。この廃棄物７０としては、前記焼却
炉４３で燃焼物を焼却したときに生じる焼却灰等の焼成
残滓が挙げられる。その他にも、例えばゴミ処理場等で
ゴミ焼却時に排出される焼却灰等の焼成残滓、アルミニ
ウム、鉄、銅等の金属の精錬時又は鋳物の鋳造時に発生
する金属スケール等のような水分をほとんど含有しない
もの、あるいは汚泥、廃棄薬剤等のような水分を含有す
るものが挙げられる。

【００１９】図２で示すように、投入部１５の内部に廃
棄物７０が供給された状態で、プッシャー１３が投入口
１２に向かって移動することにより、投入部１５内の廃
棄物７０が投入口１２を介して溶融室１１に上方から投
入される。また、プッシャー１３の先端には遮断手段を
構成するシール部１３ａが設けられており、プッシャー
１３が投入口１２に向かって移動した状態で投入口１２
はシール部１３ａにより閉塞されている。

【００２０】溶融炉１０の底壁において、前方側となる
右側部には排出口１６が溶融室１１の前方下部で開口す
るように透設されるとともに、溶融室１１の底面１７
は、この排出口１６に接近するに従って高くなるように
傾斜されている。溶融室１１に投入された廃棄物７０
は、傾斜した底面１７により、その底面１７上において
投入口１２側に偏って堆積されている。そして、廃棄物
７０は、その表面７０ａが排出口１６に向かうに従って
低くなる斜面状、つまり投入口１２から排出口１６に向
かって傾斜するように堆積されている。また、底面１７
の排出口１６側となる端部には、堆積された廃棄物７０
が崩れた際、これをせき止めて排出口１６からこぼれ落
ちることを防止するストッパ１６ａが突設されている。

【００２１】溶融炉１０の上部には溶融バーナー１８が
堆積された廃棄物７０と対向する位置となるように配設
されている。この溶融バーナー１８は、その先端面１８
ｃが廃棄物７０の表面７０ａと略平行状になるように、
基端部においてシリンダ１９により支持されている。さ
らに、このシリンダ１９が伸縮することにより、溶融バ
ーナー１８は、図２中に実線及び二点鎖線で示すよう
に、溶融室１１に対して進退可能となっている。

【００２２】溶融バーナー１８の基端部にはガス供給管
１８ａを介して前記ガス発生装置４２が接続されてお
り、このガス発生装置４２から溶融バーナー１８に燃料
としてブラウンガスが供給されている。ブラウンガス
は、溶融バーナー１８の先端部で燃焼されることによ
り、その炎が溶融バーナー１８の先端面１８ｃから廃棄
物７０の表面７０ａに向かって延びるように構成されて
いる。そして、ブラウンガスが燃焼されて生じる炎の燃
焼熱により、廃棄物７０がその表面７０ａから溶融され
るようになっている。また、ブラウンガスは燃焼後には
水蒸気となる。

【００２３】ブラウンガスの燃焼により生じる炎は、そ
の周囲の温度が直近位置では２０００〜２５００℃と非
常に高く、近傍に溶融物がないか、あるいは直近から遠
ざかると温度が１０００〜１５００℃と急激に低くなる
性質を有している。このため、溶融バーナー１８の先端
面１８ｃと廃棄物７０の表面７０ａとの間の距離Ｌは、
ブラウンガスが燃焼されて生じる炎の燃焼熱が最も高い
温度となる位置になるように、約１００ｍｍに保持され
ている。また、溶融バーナー１８の内部には、先端面１
８ｃの直近位置を通るように溶融バーナー１８の外方か
ら延びる冷却管１８ｂが配設されている。この冷却管１
８ｂ内には水、空気等の冷媒が流されており、冷却管１
８ｂ内を流れる冷媒によって溶融バーナー１８の先端面
１８ｃが冷却され、２０００〜２５００℃と非常に高い
ブラウンガスの燃焼熱による溶融バーナー１８の溶融が
防止されている。

【００２４】溶融バーナー１８は、廃棄物７０をその表
面７０ａから溶融させながらシリンダ１９の伸張により
約１５０ｍｍ移動するように設定されている。これによ
り廃棄物７０は、その表面７０ａから約１５０ｍｍの厚
さまでの範囲が溶融されるようになっている。このた
め、表面７０ａから約１５０ｍｍより内奥に堆積された
廃棄物７０は、溶融されることなく溶融室１１に残留
し、その周囲の耐熱壁６０をブラウンガスの炎から保護
するようになっている。そして、溶融された廃棄物７０
は、液状の溶融スラグ７０ｂとなり、ストッパ１６ａを
乗り越えて溶融室１１から排出口１６へ排出されるよう
になっている。

【００２５】溶融室１１で廃棄物７０を溶融した際に生
じる窒素酸化物（ＮＯ_x）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸
化炭素（ＣＯ₂）、硫黄酸化物（ＳＯ_x）、ダイオキシン
等の有毒ガスは、ブラウンガスの燃焼による２０００〜
２５００℃という高温度の炎でそのほとんどが燃焼し、
分解されて無害なものとなる。また、ブラウンガスが燃
焼して生じる水蒸気もブラウンガスの高温度の炎で燃焼
し、分解されて水素及び酸素ガスの混合ガスとなる。そ
して、この混合ガスに燃え残った若干の有毒ガスが混合
したものが排ガスとして、液状の溶融スラグ７０ｂとと
もに溶融室１１から排出口１６へ排出されている。

【００２６】次に、前記スラグ回収部２０について説明
する。図１に示すように、スラグ回収部２０は溶融炉１
０よりも装置の下流側となるように溶融炉１０の下方に
配設されており、その内部には耐熱壁６０によって区画
形成された回収室２０ａを有している。前記排出口１６
はこの回収室２０ａの上端で開口されており、排出口１
６を介して回収室２０ａが溶融室１１に連通されてい
る。さらに、回収室２０ａの下半部には回収漕２１が耐
熱壁６０によって区画形成されている。スラグ回収部２
０の下部において、回収漕２１の右側部には回収室２０
ａと装置の外部とを連通するように第１吐出路２２が設
けられている。第１吐出路２２の下方位置には第１冷却
漕２３が配設されるとともに、第１冷却漕２３内には水
等の冷却用液体が貯留されている。

【００２７】回収漕２１の底壁には第２吐出路２４が装
置の下方に開口するように設けられるとともに、第２吐
出路２４の下方位置には水等の冷却用液体が貯留された
第２冷却漕２５が配設されている。加えて、第１吐出路
２２及び第２吐出路２４の装置の外部への開口端にはそ
れぞれ遮断手段を構成するバルブ２６が設けられてい
る。これらバルブ２６を操作することにより、第１吐出
路２２及び第２吐出路２４を開放及び閉塞することがで
きるようになっている。

【００２８】スラグ回収部２０の回収室２０ａには、排
出口１６を介して前記溶融炉１０の溶融室１１から液状
の溶融スラグ７０ｂ及び排ガスが送り込まれている。そ
れらのうち液状の溶融スラグ７０ｂは、排出口１６から
回収室２０ａの回収漕２１内に流れ込み、貯留されてい
る。また、図１の回収漕２１及び第１吐出路２２の間の
矢印で示すように、回収漕２１内に貯留された液状の溶
融スラグ７０ｂは所定量を越えると回収漕２１から第１
吐出路２２へとオーバーフローするようになっている。
この状態でバルブ２６を操作し、第１吐出路２２を開放
することにより、液状の溶融スラグ７０ｂは第１冷却漕
２３内に滴下される。この際、冷却用液体によって液状
の溶融スラグ７０ｂは固化され、固体のスラグとして第
１冷却漕２３で回収される。また、メンテナンス等の場
合には第２吐出路２４が開放され、溶融スラグ７０ｂが
第２冷却漕２５にて固体のスラグとして回収される。

【００２９】スラグ回収部２０の回収室２０ａにおい
て、回収漕２１よりも上方位置には第２溶融バーナー４
４が配設されるとともに、第２溶融バーナー４４には前
記ガス発生装置４２から燃料としてブラウンガスが供給
されている。この第２溶融バーナー４４でブラウンガス
を燃焼させ、炎を生じさせることにより回収室２０ａは
１０００〜２０００℃に加熱されている。また、第２溶
融バーナー４４は、溶融スラグ７０ｂ及び排ガスが排出
口１６から回収室２０ａへ排出される方向と直交する方
向にその炎を延ばすように位置固定されている。

【００３０】排出口１６から回収室２０ａへ排出される
溶融スラグ７０ｂ及び排ガスは、第２溶融バーナー４４
から延びるブラウンガスの炎中を通過するように構成さ
れている。ブラウンガスの高温の炎中を通過し、回収漕
２１内に貯留される溶融スラグ７０ｂは、その内部に含
まれる未溶融の廃棄物７０の粒子、有毒ガス等の不純物
が加熱分解されて取り除かれるようになっている。ま
た、回収室２０ａの排ガスは、第２溶融バーナー４４か
ら延びるブラウンガスの高温の炎により、これに若干量
含まれる有毒ガスがほぼ完全に分解され、取り除かれて
いる。

【００３１】次いで、前記排ガス処理部３０について説
明する。排ガス処理部３０を構成する排気部３１ａは、
スラグ回収部２０よりも装置の下流側となる右側方に配
設されている。排気部３１ａの内部には前記回収室２０
ａを介して溶融室１１と連通する排気路３１が区画形成
されるとともに、一側部には排気路３１と連通し、装置
の外部に開口する排気口３２が設けられている。この排
気口３２には装置の外部から排煙塔３５が接続されると
ともに、この排煙塔３５の上端には排気ダクト３６が接
続されている。これら排気部３１ａ、排煙塔３５及び排
気ダクト３６により、排ガス処理部３０が構成されてい
る。

【００３２】溶融炉１０から回収室２０ａへ送られた排
ガスは、回収室２０ａから排気路３１へと流れ込み、排
気路３１を排気口３２へ向かって進むようになってい
る。この排気路３１には複数の障壁３３が設けられてお
り、排ガスはこれら障壁３３に衝突しながら排気口３２
へと進むことにより、気体中に含まれる煤等の不純物を
除去されるようになっている。排気口３２から排気され
た排ガスは、排煙塔３５を介して排気ダクト３６から外
部へと排気される。

【００３３】排煙塔３５の内部には遮断手段を構成する
ファン３４が設けられている。このファン３４は、回転
時には排煙塔３５内の排ガスを排気ダクト３６へと送る
とともに、回転していないときには排煙塔３５と排気ダ
クト３６の間の空気の流れを遮断するようになってい
る。排気ダクト３６の内部には前記溶融バーナー１８へ
と延びる冷却管１８ｂの一端が波状に配設されており、
冷却管１８ｂ内を流れる冷媒は、排気ダクト３６内で排
ガスにより予熱されている。このように冷媒を予熱する
ことにより、急激な温度変化で溶融バーナー１８が破損
することを防止することが可能となる。

【００３４】排気部３１ａの排気路３１には複数のバー
ナー４５が配設されるとともに、これらバーナー４５に
は前記ガス発生装置４２からブラウンガスが供給されて
いる。これらのバーナー４５でブラウンガスを燃焼させ
ることにより、その炎によって排気路３１は８５０〜１
５００℃に加熱されている。排気路３１を通過する排ガ
スはブラウンガスの炎の燃焼熱により、含まれる有毒ガ
スが完全に熱分解され、水素及び酸素ガスの混合ガスと
なる。

【００３５】水素及び酸素ガスの混合ガスは、排気口３
２から排煙塔３５を通って排気ダクト３６へ達するまで
に４５０±５０℃まで冷やされて再び水蒸気に戻る。そ
して、水蒸気は、排気ダクト３６内で冷却管１８ｂを介
して冷媒に熱を伝達することによって約１００℃に冷や
され、排気ダクト３６から外部へと排気される。

【００３６】回収室２０ａと排気路３１との境界部には
チャンバー４６が設けられており、このチャンバー４６
には装置の外部から熱媒体供給管４７の一端が接続され
ている。この熱媒体供給管４７の他端は前記焼却炉４３
に接続されている。回収室２０ａから排気路３１へ送ら
れる排ガスは、チャンバー４６を通過する際、少なくと
もその一部が熱媒体供給管４７を介して焼却炉４３に送
られている。溶融室１１から回収室２０ａを通過してチ
ャンバー４６に到った排ガスはその温度が９００〜２０
００℃であり、焼却炉４３内の燃焼物を焼却するに足る
十分な熱エネルギーを有している。

【００３７】また、焼却炉４３と排気部３１ａとの間に
は排ガス移送管４８が接続されている。この排ガス移送
管４８は、前記熱媒体供給管４７よりも装置の下流側で
排気路３１と連通するように接続されている。焼却炉４
３で燃焼物を焼却した際に生じる有毒ガスを含む排ガス
は排ガス移送管４８を介して排気部３１ａの排気路３１
へ送られている。そして、焼却炉４３から排気部３１ａ
へ送られた排ガスは、排気路３１において複数のバーナ
ー４５で加熱されることにより、有毒ガスを分解され、
水素及び酸素ガスの混合ガスとなって排煙塔３５へ送ら
れるように構成されている。

【００３８】上記の溶融炉１０、スラグ回収部２０及び
排気部３１ａから構成される溶融処理装置４１内におい
て、廃棄物７０は、ブラウンガスの燃焼により生じる高
温度の炎によって迅速かつ確実に溶融される。また、廃
棄物７０の燃焼時に生じるおそれのある有毒ガスも、２
０００〜２５００℃という高温度の炎によって燃焼し、
さらに分解されて無害なものとなる。

【００３９】溶融処理装置４１はブラウンガスの燃焼に
より生じる炎を高温度に維持するため、溶融炉１０のプ
ッシャー１３のシール部１３ａ、スラグ回収部２０のバ
ルブ２６及び排気部３１ａのファン３４より構成される
遮断手段を操作することにより、その外部から溶融室１
１への空気の流れを遮るように構成されている。これら
プッシャー１３のシール部１３ａ、バルブ２６及びファ
ン３４による空気の流れの遮断は、溶融炉１０に設けら
れた複数の温度センサ１０ａによる溶融室１１内の温度
の検出に基づいて行われる。具体的には、温度センサ１
０ａでの測定による溶融室１１内の温度が２０００〜２
５００℃の場合、ブラウンガスに不純物が混じることに
よって燃焼温度が低下することを抑制するため、装置の
外部と溶融室１１の間の空気の流れが遮断される。

【００４０】前記廃棄物処理システムの作用について以
下に記載する。さて、図１に示すような廃棄物処理シス
テムの溶融処理装置４１を使用するときには、まずスラ
グ回収部２０のバルブ２６及び排気部３１ａのファン３
４から溶融室１１への空気の流れが遮られる。この状態
で溶融バーナー１８、第２溶融バーナー４４及び各バー
ナー４５にガス発生装置４２からブラウンガスが供給さ
れ、着火される。この後、温度センサ１０ａで溶融室１
１の温度が１５００℃まで上昇したことを確認した後、
投入部１５から溶融室１１内へ廃棄物７０が投入され
る。このとき、廃棄物７０はその一部が投入口１２を出
た直後に溶融されながら投入される。

【００４１】その後、プッシャー１３のシール部１３ａ
で投入口１２を閉塞し、装置の外部から溶融室１１への
空気の流れが完全に遮られる。そして、溶融室１１の温
度が２０００℃まで上昇したことを温度センサ１０ａで
確認した後、図２に示すように溶融バーナー１８がシリ
ンダ１９の伸張により廃棄物７０の表面７０ａから約１
００ｍｍの位置まで移動し、堆積された廃棄物７０を溶
融し始める。溶融された廃棄物７０は、液状の溶融スラ
グ７０ｂとなって堆積された廃棄物７０の表面７０ａを
下方へと流れ落ち、排出口１６及び回収室２０ａを介し
て回収漕２１で回収される。

【００４２】次いで、溶融バーナー１８は、廃棄物７０
を溶融させながら約１５０ｍｍ移動した位置で停止す
る。堆積された廃棄物７０がその表面７０ａから約１５
０ｍｍの厚さまでほぼ完全に溶融されると、周囲に溶融
物がなくなることにより、溶融室１１の温度が低下し始
める。この温度の低下が温度センサ１０ａによって検知
されると、溶融バーナー１８がシリンダ１９の収縮によ
り溶融室１１から後退する。また、これとほぼ同時に、
スラグ回収部２０ではバルブ２６が開放され、第１吐出
路２２を介して第１冷却漕２３内に溶融スラグ７０ｂが
滴下され、回収される。

【００４３】溶融室１１で廃棄物７０を溶融するときに
生じる有毒ガスは、まず溶融バーナー１８でブラウンガ
スが燃焼時に発生させる炎の燃焼熱が２０００〜２５０
０℃と非常に高温度であるため、溶融室１１でそのほと
んどが燃焼されて分解される。また、溶融室１１で燃え
残った有毒ガスは、回収室２０ａにおいて、第２溶融バ
ーナー４４でブラウンガスが燃焼時に発生させる炎の燃
焼熱によりほぼ完全に燃焼されて分解される。さらに、
ブラウンガスが燃焼した後に生じる水蒸気はブラウンガ
スの炎の燃焼熱により分解され、水素及び酸素ガスの混
合ガスとなる。

【００４４】この混合ガスは、排ガスとして回収室２０
ａから排気部３１ａの排気路３１へと送られるときにチ
ャンバー４６内を通過する。このとき、排ガスの温度が
９００℃未満の場合には、この排ガスはチャンバー４６
から排気路３１へと送られる。また、排ガスの温度が９
００℃以上の場合には、この排ガスは熱媒体供給管４７
を介して焼却炉４３へ供給され、焼却炉４３内の燃焼物
を燃焼させるための熱エネルギーとして利用される。そ
して、焼却炉４３内で燃焼物を燃焼させたときに生じる
有毒ガスを含む排ガスは、排ガス移送管４８を介して排
気部３１ａの排気路３１へ送られ、チャンバー４６内を
通過した排ガスに合流される。そして、排気路３１の排
ガスは、複数のバーナー４５からのブラウンガスの炎で
含有する有毒ガスを分解され、水素及び酸素ガスの混合
ガスとなって排煙塔３５へと送られる。

【００４５】排ガスである混合ガスはファン３４が停止
している間、排煙塔３５内に保持される。溶融炉１０に
おける溶融処理が一旦停止され、ファン３４が回転し始
めると、混合ガスはファン３４の回転により、排煙塔３
５から排気ダクトへ送られる。このとき、水素及び酸素
ガスの混合ガスは、排気ダクト３６へ達するまでに４５
０℃程度まで冷やされて水蒸気となる。その後、排気ダ
クト３６内で水蒸気は、冷却管１８ｂを介して冷媒に熱
を伝達することによって約１００℃に冷やされ、排気ダ
クト３６から外部へと排気される。

【００４６】スラグ回収部２０でのスラグの回収及び排
ガス処理部３０からの水蒸気の排気が行われ、温度セン
サ１０ａで溶融室１１の温度が約１５００℃まで下降し
たことが確認された後、投入部１５から溶融室１１内へ
新たな廃棄物７０が上記操作で溶融された分量と等量と
なるように投入される。この新たな廃棄物７０として
は、焼却炉４３で生じた焼成残滓が主に使用される。そ
して、上記操作が繰り返されることにより廃棄物７０の
溶融処理が行われる。

【００４７】前記の第１実施形態によって発揮される効
果について、以下に記載する。 ・ 第１実施形態の溶融処理装置４１によれば、廃棄物
７０を溶融させるため、燃料としてブラウンガスが使用
されている。このブラウンガスは空気を供給することな
く燃焼させることができるとともに、燃焼時には高温度
の燃焼熱を発生させることができる。さらに、ブラウン
ガスの燃焼時には遮断手段を構成する溶融炉１０のプッ
シャー１３のシール部１３ａ、スラグ回収部２０のバル
ブ２６及び排気部３１ａのファン３４により、装置外部
から溶融室１１への空気の流入が遮断されている。これ
により、ブラウンガスに不純物が混じり、燃焼温度が低
下することを防止することができる。加えて、ブラウン
ガスの燃焼温度が２０００〜２５００℃と非常に高温度
であるため、窒素酸化物（ＮＯ_x）、一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）、二酸化炭素（ＣＯ₂）、硫黄酸化物（ＳＯ_x）、ダ
イオキシン等をも燃焼させ、分解させることができ、こ
れらが装置外に排出されることを防止することができ
る。

【００４８】・ この溶融処理装置４１は、溶融バーナ
ー１８が溶融室１１に対して進退可能に構成されてい
る。そして、廃棄物７０の溶融時には溶融バーナー１８
を進出させ、廃棄物７０を所定量溶融した後には一旦溶
融バーナー１８を後退させ、廃棄物７０の溶融を一時的
に停止する、いわゆるバッチ式処理により溶融処理が行
われている。このため、廃棄物７０の投入時に溶融バー
ナー１８に廃棄物７０が付着し、溶融バーナー１８が破
損することを防止することができるとともに、廃棄物７
０の溶融処理を確実に行うことができる。

【００４９】・ 溶融処理装置４１の排ガス処理部３０
を構成する排気部３１ａの排気路３１には複数のバーナ
ー４５が配設されている。このバーナー４５は、ガス発
生装置４２から供給されたブラウンガスを燃焼させるこ
とにより、排気路３１を通過する排ガスを燃焼させるよ
うに構成されている。このため、排ガス中に含まれる窒
素酸化物（ＮＯ_x）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素
（ＣＯ₂）、硫黄酸化物（ＳＯ_x）、ダイオキシン等の有
毒ガスを燃焼し、分解することができ、これらが装置外
に排出されることを確実に防止することができる。

【００５０】・ 廃棄物処理システムは、上記のような
溶融処理装置４１に熱エネルギー利用設備としての焼却
炉４３を接続して構成されている。そして、焼却炉４３
で燃焼物を燃焼させるための熱エネルギーには溶融処理
装置４１で廃棄物７０を溶融処理したときに生じる高温
度の排気ガスを利用している。このため、廃棄物７０を
溶融処理した後の余剰エネルギーを無駄にすることな
く、効率的に利用することができ、燃焼物の燃焼処理に
おける省エネルギー化を図ることができる。

【００５１】・ さらに、廃棄物処理システムは焼却炉
４３で生じた排ガスを排ガス移送管４８を介して溶融処
理装置４１の排ガス処理部３０に送り、ここで廃棄物７
０を溶融処理したときに生じる排ガスとともに処理する
ように構成されている。このため、排ガス処理において
は、廃棄物処理システム全体で窒素酸化物（ＮＯ_x）、
一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ₂）、硫黄酸化
物（ＳＯ_x）、ダイオキシン等の有毒ガスが外部に排出
されないクローズドシステムを構成することができ、有
毒ガスの排出を確実に防止することができる。加えて、
溶融処理装置４１及び焼却炉４３のそれぞれで排ガスを
無害なものとするための処理を行うことと比較して、排
ガスの処理効率の向上を図ることができる。

【００５２】・ 焼却炉４３で生じた焼成残滓は、溶融
処理装置４１の溶融炉１０に送られ、廃棄物処理システ
ムの外部に排出されることなく、ここで溶融処理されて
スラグとされるように構成されている。従って、この廃
棄物処理システムにより、ゴミ等の燃焼物の焼却からそ
の焼却後の焼成残滓の溶融までの処理は、排ガス処理を
含め、外部に有毒物、有毒ガス等を排出することなく、
１つのシステム内で行うことができるクローズドシステ
ムを構成することができる。このため、外部に焼成残滓
等の廃棄物、有毒ガス等といった産業廃棄物の処理を高
効率で行うことができるとともに、外部にこのような産
業廃棄物を一切出すことのない、いわゆるゼロ・エミッ
ションを達成することができる。

【００５３】・ 排ガス移送管４８は、熱媒体供給管４
７よりも装置の下流側で排気路３１と連通するように接
続されている。従って、焼却炉４３で生じた排ガスが熱
媒体供給管４７から焼却炉４３に再び戻されることを防
止することができ、焼却炉４３と排ガス処理部３０との
間で有毒ガスが循環されることを防止することができ
る。

【００５４】（第２実施形態）以下、この発明の第２実
施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この
第２実施形態においては、第１実施形態と異なる点を中
心に説明する。

【００５５】図４（ａ）に示すように、第２実施形態の
溶融処理装置４１を構成する溶融炉１０には、溶融室１
１の後方下部に開口する供給口１２ａが透設されてい
る。この供給口１２ａよりも装置の外部には筒状の第２
投入部１５ａが配設されている。第２投入部１５ａと投
入部１５との間には連通管１５ｂが接続されており、こ
の連通管１５ｂを介して第２投入部１５ａの内部と投入
部１５の内部とが連通されている。

【００５６】第２投入部１５ａの内部には、その先端に
遮断手段を構成するシール部１３ａが取着された第２プ
ッシャー１３ｂが第２投入部１５ａの内部と供給口１２
ａの間を往復動可能に設けられている。そして、投入部
１５のプッシャー１３がそのシール部１３ａで投入口１
２を閉塞した状態で、廃棄物７０はホッパー１４から連
通管１５ｂを介して第２投入部１５ａに投入され、ここ
から第２プッシャー１３ｂにより溶融室１１へと供給さ
れる。

【００５７】第２プッシャー１３ｂにより溶融室１１へ
廃棄物７０を供給する際、新たな廃棄物７０は溶融室１
１に堆積された廃棄物７０の後方下部に押し出される。
そして、第２プッシャー１３ｂによる溶融室１１への新
たな廃棄物７０の供給を複数回繰り返すと、やがて図４
（ｂ）に示すように、廃棄物７０の表面７０ａの傾斜角
度が変化する。この廃棄物７０の表面７０ａの傾斜角度
の変化に対応することができるように、溶融バーナー１
８はシリンダ１９に対して揺動可能に構成されている。

【００５８】すなわち、溶融バーナー１８はシリンダ１
９の先端に回動軸１８ｄを介して回動可能に取り付けら
れるとともに、図示しない駆動機構を備えている。そし
て、溶融バーナー１８は廃棄物７０の表面７０ａの傾斜
角度の変化に応じ、駆動機構によってシリンダ１９の先
端で回動軸１８ｄを中心に回動し、先端面１８ｃが廃棄
物７０の表面７０ａと略平行状になるように揺動するよ
うに構成されている。また、図示してはいないが、この
第２実施形態の溶融バーナー１８も第１実施形態のもの
と同様にガス供給管及び冷却管を有している。

【００５９】さて、上記の溶融処理装置４１で溶融処理
を行うときには、まず投入部１５から廃棄物７０が投入
された後、溶融バーナー１８により溶融が行われる。一
旦廃棄物７０の溶融が終わった後の溶融室１１内への廃
棄物７０の供給は、次のように供給口１２ａを介して第
２投入部１５ａから行われる。すなわち、まず第２投入
部１５ａにはホッパー１４から連通管１５ｂを介して廃
棄物７０がその内部に投入される。温度センサ１０ａに
より溶融室１１内の温度が下降し始めたことが検知され
ると、第２プッシャー１３ｂの供給口１２ａへの移動に
より、堆積された廃棄物７０の後方から新たな廃棄物７
０が溶融室１１の内部に供給される。

【００６０】このとき、新たな廃棄物７０が溶融室１１
内で堆積された廃棄物７０の内部に押し込まれることに
より、その表面７０ａの傾斜角度が変化し、溶融バーナ
ー１８の先端面１８ｃが廃棄物７０の表面７０ａと略平
行状とならず、溶融室１１内の温度が上昇しない。する
と、温度センサ１０ａにより溶融室１１内の温度が上昇
していないことが検知され、駆動機構が操作されて溶融
バーナー１８が揺動される。

【００６１】溶融バーナー１８が揺動され、堆積された
廃棄物７０がその表面７０ａから再び溶融され始める
と、溶融室１１内の温度が上昇し始め、駆動機構による
溶融バーナー１８の揺動が停止されて、溶融バーナー１
８は廃棄物７０の表面７０ａと略平行状となった状態で
固定される。そして、第２投入部１５ａ内にはホッパー
１４を介して廃棄物７０が投入されるとともに、溶融室
１１の温度の下降が検知される毎に第２プッシャー１３
ｂが往復動を繰り返し、溶融室１１に連続して廃棄物７
０を投入され、溶融処理が行われる。また、第２投入部
１５ａからの廃棄物７０の供給量は、堆積された廃棄物
７０の溶融量と等量となるように調整される。

【００６２】前記の第２実施形態によって発揮される効
果について、以下に記載する。 ・ 第２実施形態の溶融処理装置４１によれば、温度セ
ンサ１０ａにより溶融室１１の温度の下降が検知される
毎に、第２投入部１５ａから供給口１２ａを介して廃棄
物７０を溶融室１１に連続して供給することができる。
従って、廃棄物７０の溶融処理を連続して行うことがで
き、溶融処理の効率を向上させることができる。

【００６３】・ 第２投入部１５ａからの廃棄物７０の
供給量を堆積された廃棄物７０の溶融量と等量となるよ
うに調整することにより、廃棄物７０の処理効率の向上
及び処理時間の短縮化を図ることができる。

【００６４】・ 第２プッシャー１３ｂの先端には遮断
手段を構成するシール部１３ａが設けられている。そし
て、第２投入部１５ａからの廃棄物７０の投入後、供給
口１２ａを第２プッシャー１３ｂのシール部１３ａで閉
塞することにより、溶融室１１への空気の流入を確実に
遮断することができる。

【００６５】（第３実施形態）以下、この発明の第３実
施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この
第３実施形態においては、第１実施形態と異なる点を中
心に説明する。また、以下の説明において、前後は図５
における右左を基準にするとともに、左右は図６におけ
る上下を基準にする。

【００６６】図５及び図６に示すように、第３実施形態
の溶融処理装置４１を構成する溶融炉１０は、前後方向
に延びる長四角箱状の溶融室１１を有し、その左側壁に
おいて、後方上部には投入口１２が開口されている。こ
の投入口１２よりも装置の外部には、連続投入機構が設
けられている。

【００６７】連続投入機構は、投入口１２に接続されて
いる筒状の投入筒部７１を備え、その内部にはプッシャ
ー７２が投入口１２に対して進退可能に設けられるとと
もに、外端上面にはホッパー７３が取付けられている。
このホッパー７３から投入筒部７１内に廃棄物７０が供
給された後、プッシャー７２が投入口１２に対して前進
することにより、廃棄物７０は投入口１２を介して溶融
室１１に投入される。ここで、プッシャー７２は、その
先端が投入口１２まで到達することなく、投入部１５の
途中で前進が停止するように構成されている。

【００６８】溶融炉１０の底壁において、その前端部に
は溶融室１１に投入された廃棄物７０の移動を規制する
ための流出防止壁７４が立設されている。この流出防止
壁７４の上端部の中央には、溶融後の溶融スラグを前方
へ排出するための排出凹部７５が凹設されている。

【００６９】溶融室１１の底面１７は、流出防止壁７４
に接近するに従って低くなるように傾斜され、溶融室１
１に投入された廃棄物７０及び溶融スラグを溶融室１１
の底面１７上において投入口１２から流出防止壁７４に
向かって誘導するようになっている。

【００７０】溶融炉１０において、その底壁の流出防止
壁７４より前方位置には排出口１６が設けられるととも
に、その下方位置には、四角箱状のスラグ回収部２０が
延設されている。このスラグ回収部２０の内部は、排出
口１６を介して溶融室１１と連通するとともに、水等の
冷却用液体が貯留されている。スラグ回収部２０の後側
壁にはスラグ回収孔７６が透設され、そこにはスラグ回
収部２０内に設けられた第１回収コンベア７７と連動す
る第２回収コンベア７８が設けられている。

【００７１】そして、これら回収コンベア７７，７８に
よって、スラグ回収部２０内のスラグを外方へ搬出する
ようになっている。さらに、スラグ回収孔７６は、遮断
手段を構成する図示しないエアーカーテン等によって開
放又は閉塞することができるようになっている。

【００７２】図５〜図７に示すように、溶融室１１の左
右両側壁において、投入口１２と流出防止壁７４との間
には、溶融バーナー取付け部７９がそれぞれ貫通支持さ
れている。これら溶融バーナー取付け部７９は、内側面
下部８０がほぼ４５度に傾斜するようにそれぞれ構成さ
れているとともに、上下一対の溶融バーナーとしての第
３溶融バーナー８１が、溶融室１１の前後方向にそれぞ
れ３対ずつ取付けられている。各一対の第３溶融バーナ
ー８１は、両側壁間で前後方向に交互に位置している。

【００７３】図５及び図６に示すように、溶融室１１の
前側壁には第１排気口８２が透設され、この第１排気口
８２には排ガス処理部３０を構成する逆Ｌ字状の排煙塔
３５が接続されている。この排煙塔３５内は溶融室１１
と連通する排気路３１となり、溶融室１１で廃棄物７０
に溶融処理を施したときに発生する排ガスが第１排気口
８２を介して排気路３１へ送られるようになっている。

【００７４】排煙塔３５には一対のバーナー取付け部４
５ａが排気路３１を挟んで対向するように貫通支持さ
れ、その内部にバーナーとしての第２バーナー４５ｂが
それぞれ取付けられている。これら第２バーナー４５ｂ
は、第３溶融バーナー８１と同一にそれぞれ構成されて
いる。さらに、排煙塔３５の端部には、その内部に遮断
手段を構成するファン３４が設けられている。

【００７５】スラグ回収部２０の前側壁には第２排気口
８３が透設されるとともに、この第２排気口８３と排煙
塔３５との間には、排ガス処理部３０を構成するバイパ
ス筒８４が接続されている。そして、溶融室１１とスラ
グ回収部２０内との排気調整を行うようになっている。

【００７６】次に、第３溶融バーナー８１について説明
する。図８及び図９（ａ）に示すように、有底円筒状の
バーナー本体８５の底壁には有底円筒状の冷媒供給管８
６が貫通支持されている。この冷媒供給管８６の先端部
はバーナー本体８５内に位置するとともに、端部に向か
うに従い縮径するテーパ状に形成されている。

【００７７】また、冷媒供給管８６の基端部は、バーナ
ー本体８５の底壁よりも基端側に位置している。この冷
媒供給管８６内において、底壁には円筒状のガス供給管
８７が貫通支持され、その先端部はバーナー本体８５の
先端部よりも先端側に位置している。ガス供給管８７の
基端部には図示しないガス発生装置が接続され、ガス発
生装置で発生したブラウンガスがガス供給管８７内に送
られる。

【００７８】バーナー本体８５の先端部には略円環状の
ノズル固定部８８が設けられ、ガス供給管８７の先端部
には円環状のノズル取付け部８９の基端部が螺合されて
いる。このノズル取付け部８９は、ガス供給管８７の先
端部に螺合された状態において、ノズル固定部８８の内
周面上に設けられた固定段部９０に係合するとともに、
六角孔付きボルト９１によってノズル固定部８８に固定
されている。このとき、ノズル取付け部８９の基端面と
固定段部９０との間は、図示しないゴム材料製のシール
リングによってシールされている。

【００７９】ノズル取付け部８９の先端部は、その内径
が基端部の内径よりも大きく設定されるとともに、略円
筒状のノズル９２の基端部が着脱可能に螺着されてい
る。図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、ノズル９２の
内部はガス噴射口９３として構成され、その内径はガス
供給管８７の内径よりも大きく設定されている。このた
め、ガス供給管８７内に供給されたブラウンガスは、そ
の圧力がガス供給管８７内よりも減圧された状態でノズ
ル９２のガス噴射口９３から噴射される。そして、噴射
されたブラウンガスが燃焼されることにより炎が発生す
る。

【００８０】図８に示すように、冷媒供給管８６の基端
部の周壁には冷媒供給孔９４が貫通形成され、バーナー
本体８５の基端部の周壁には冷媒排出孔９５が貫通形成
されている。冷媒供給管８６内には、冷媒供給孔９４を
介して冷媒としての水が圧入される。この水は、冷媒供
給管８６とガス供給管８７との間をそれらの先端方向へ
流れた後、端部に向かうに従い縮径するテーパ状に形成
された冷媒供給管８６の先端部によって圧縮されて、そ
の圧力が高められる。

【００８１】そして、水は、冷媒供給管８６の先端部か
らノズル取付け部８９の基端面に向けて噴射され、ノズ
ル取付け部８９を介してノズル９２を冷却する。次い
で、バーナー本体８５と冷媒供給管８６との間をそれら
の基端方向へ流れた後、冷媒排出孔９５からバーナー本
体８５の外部へ排水される。

【００８２】さて、上記の溶融処理装置４１で溶融処理
を行うときには、プッシャー７２が投入筒部７１内を後
退した状態において、まずホッパー７３から投入筒部７
１内に廃棄物７０が供給される。次いで、プッシャー７
２が投入口１２に対して前進することにより、投入筒部
７１内の廃棄物７０は、投入口１２を介して溶融室１１
に投入される。このとき、プッシャー７２はその先端の
前進が投入筒部７１の途中で停止するために、廃棄物７
０の一部は投入筒部７１内に残留する。このため、投入
口１２は残留した廃棄物７０が実質的な壁となって閉塞
される。

【００８３】続いて、プッシャー７２が再び後退した
後、ホッパー７３から投入筒部７１内に廃棄物７０が供
給される。そして、前述と同様にして廃棄物７０が溶融
室１１に投入される。以上の操作が繰り返して行われる
ことによって廃棄物７０が連続して投入され、溶融室１
１に堆積される。

【００８４】図５に示すように、溶融室１１に堆積され
た廃棄物７０において、各第３溶融バーナー８１の近傍
位置のものは、各第３溶融バーナー８１の炎及び燃焼熱
によってそれぞれ溶融される。溶融された廃棄物７０は
液状の溶融スラグとなり、堆積された廃棄物７０の表面
７０ａに沿って溶融室１１の前方へと流れて廃棄物７０
と流出防止壁７４との間に貯留される。

【００８５】そして、この貯留された溶融スラグの表面
が排出凹部７５に達したときには、溶融スラグが排出凹
部７５を通り、排出口１６からスラグ回収部２０内に流
下する。このとき、スラグ回収部２０内の冷却用液体に
よって溶融スラグは固化され、この固化されたスラグ
は、各回収コンベア７７，７８によってスラグ回収孔７
６から外方へ搬出される。

【００８６】前記の第３実施形態によって発揮される効
果について、以下に記載する。 ・ 第３実施形態の溶融処理装置４１によれば、溶融室
１１には廃棄物７０が連続して投入される。よって、廃
棄物７０を連続して溶融可能となるために、廃棄物７０
の溶融処理の効率を向上させることができる。

【００８７】・ 第３実施形態の溶融処理装置４１によ
れば、溶融室１１の左右両側部には、複数の第３溶融バ
ーナー８１を有する溶融バーナー取付け部７９がそれぞ
れ貫通支持されている。よって、廃棄物７０を左右両側
から同時に溶融することができるために、廃棄物７０の
溶融処理の効率をより向上させることができる。

【００８８】・ 第３実施形態の溶融処理装置４１によ
れば、第３溶融バーナー８１のノズル９２のガス噴射口
９３は、その内径がガス供給管８７の内径よりも大きく
設定されている。このため、ブラウンガスは、その圧力
がガス供給管８７内よりも減圧された状態でノズル９２
のガス噴射口９３から噴射される。よって、ブラウンガ
スの燃焼による炎がノズル９２から離間するのを防止
し、ノズル９２の近傍位置に集中させることができる。

【００８９】・ 第３実施形態の溶融処理装置４１によ
れば、第３溶融バーナー８１のノズル９２は、ノズル取
付け部８９に着脱可能に螺着されている。よって、ノズ
ル９２を交換することによってガス噴射口９３の内径を
変更してガス噴射口９３から噴射されるブラウンガスの
圧力を容易に変更することができるために、ブラウンガ
スの燃焼による炎の大きさを容易に変更することができ
る。

【００９０】・ 第３実施形態の溶融処理装置４１によ
れば、第３溶融バーナー８１の冷媒供給管８６内に圧入
される水は、ノズル取付け部８９の基端面に向けて噴射
されるときには、冷媒供給管８６の先端部においてその
圧力が高められている。よって、水をノズル取付け部８
９の基端面に確実に当てることができるために、ノズル
取付け部８９を介してノズル９２を確実に冷却すること
ができる。

【００９１】・ 第３実施形態の溶融処理装置４１によ
れば、第３溶融バーナー８１の冷媒供給管８６内には冷
媒としての水が圧入され、この水によってノズル９２は
冷却されている。よって、ブラウンガスの燃焼熱による
ノズル９２の溶融を防止することができる。さらに、冷
媒供給管８６内に圧入される水の量又は圧力を調節して
ノズル９２の冷却の度合いを変更することにより、ブラ
ウンガスの圧力や体積を容易に調節することができる。
このため、ノズル９２の先端部と廃棄物７０の表面７０
ａとの距離に合わせてブラウンガスの燃焼による炎の大
きさを容易に変更することができる。

【００９２】なお、本実施形態は、次のように変更して
具体化することも可能である。 ・ 第１実施形態において、例えば投入口１２と溶融バ
ーナー１８との間に投入された廃棄物７０が溶融バーナ
ー１８に付着することを防止するシールド壁を設け、溶
融バーナー１８の溶融室１１に対する位置を固定しても
よい。

【００９３】・ 第１実施形態では堆積された廃棄物７
０は、その表面７０ａが投入口１２から排出口１６に向
かうように傾斜されているが、これに限定されず、例え
ば廃棄物７０をその表面７０ａが水平面状をなすように
堆積させ、これに対応して溶融バーナー１８をその先端
面が水平面状をなすように配設してもよい。

【００９４】・ 各実施形態において、焼却炉４３の焼
成残渣を取り出すための取出口と、溶融炉１０のホッパ
ー１４との間に移送手段として、例えばコンベア、台車
等を設けてもよい。そして、この移送手段により、焼却
炉４３の焼成残渣を溶融炉１０のホッパー１４へ自動又
は手動により供給するように構成してもよい。このよう
に構成した場合、焼却炉４３の残渣を溶融炉１０へ容易
かつ迅速に移送することができ、作業効率を向上させ、
処理時間の短縮化を図ることができる。

【００９５】・ 各実施形態において、熱エネルギー利
用設備は焼却炉４３に限らず、熱エネルギーを利用し
て、内部に収容された被対象物を燃焼又は加熱するもの
であれば、例えば火力発電所の発電機としてもよい。こ
の場合、被対象物は化石燃料が混合された混合気とな
る。その他にも、被対象物としてのボイラ水を加熱する
ボイラー装置、化石燃料が混合された混合気を燃焼させ
るガスタービン装置等としてもよい。

【００９６】・ 第２実施形態において、連通管１５ｂ
を省略し、第２投入部１５ａの上部に第２のホッパーを
設け、この第２のホッパーから第２投入部１５ａの内部
に廃棄物７０を投入してもよい。

【００９７】・ 各実施形態において、溶融バーナー１
８又はノズル９２を冷却する冷媒として水を用いた場合
には溶融バーナー１８又はノズル９２を冷却した後の水
をガス発生装置４２に送り、この水からブラウンガスを
発生させることによって、水をブラウンガスの原料とし
て再利用するように構成してもよい。このように構成し
た場合、廃棄物処理システムを運用する際に必要とする
水の総使用量の低減を図り、省エネルギー化を図ること
ができる。

【００９８】・ 排気ダクト３６から排気される水蒸気
を回収し、溶融バーナー１８を冷却する冷媒として利用
してもよい。他にも、この水蒸気を回収した後、液化さ
せて水とし、これをガス発生装置４２に供給し、ブラウ
ンガスの原料としたり、溶融バーナー１８を冷却する冷
媒として利用したり等してもよい。さらには、排気ダク
ト３６から排気される水蒸気を、例えばボイラー装置、
水耕栽培等といった蒸気利用設備に供給するように構成
してもよい。このように構成した場合、エネルギー効率
をさらに高めることができる。

【００９９】・ 第３実施形態において、溶融室１１及
びスラグ回収部２０をジルコニア製の耐熱壁によって区
画形成してもよい。 ・ 第３実施形態において、排煙塔３５に２対以上のバ
ーナー取付け部４５ａを貫通支持させてもよい。

【０１００】・ 第３実施形態において、溶融室１１の
左右両側壁に貫通支持された溶融バーナー取付け部７９
に、第３溶融バーナー８１を溶融室１１の前後方向にそ
れぞれ２対以下、又は４対以上ずつ取付けてもよい。ま
た、溶融室１１の左右両側壁に、その内部に第３溶融バ
ーナー８１が１つ取付けられた溶融バーナー取付け部を
複数それぞれ貫通支持させてもよい。このとき、各第３
溶融バーナー８１は同一平面上に位置してもよいし、複
数の平面上にそれぞれ位置してもよい。さらに、各第３
溶融バーナー８１は、両側壁間で前後方向に交互に位置
しているのが好ましい。

【０１０１】・ 第３実施形態において、溶融バーナー
取付け部７９に取付けられた上下一対の第３溶融バーナ
ー８１を図１０に示すような構成の第４溶融バーナー９
６に変更してもよい。この第４溶融バーナー９６は、上
下に延びる有底筒状の冷媒供給管８６を有し、その中間
部及び下端部には、分岐冷媒供給管９７がそれぞれ取付
けられている。さらに、各分岐冷媒供給管９７の内部に
は、分岐ガス供給管９８がそれぞれ配置されている。

【０１０２】各分岐ガス供給管９８の基端部は冷媒供給
管８６を貫通するとともに、有底筒状のガス供給管８７
の中間部又は下端部にそれぞれ取付けられている。各分
岐冷媒供給管９７の先端部は、第１連結筒９９の基端部
にそれぞれ螺入されている。各第１連結筒９９は、中間
部でほぼ４５度下方に向けて折曲されるとともに、先端
部には筒状のノズル固定部１００の基端部がそれぞれ螺
入されている。各ノズル固定部１００の先端部は、板状
のノズル固定板１０１によってそれぞれ閉塞されてい
る。各ノズル固定板１０１の先端面は、溶融バーナー取
付け部７９の内側面下部８０を通る平面上にそれぞれ位
置している。

【０１０３】各ノズル固定部１００の先端部の周壁には
冷媒排出孔９５がそれぞれ貫通形成されるとともに、冷
媒排出管１０２がそれぞれ取付けられている。一方、各
分岐ガス供給管９８の先端部は、第１連結筒９９と平行
に延びる第２連結筒１０３の基端部にそれぞれ螺入され
ている。各第２連結筒１０３の先端部には、筒状のノズ
ル９２がそれぞれ螺入されている。

【０１０４】各ノズル９２の内部はそれぞれガス噴射口
９３となり、それらの内径は、基端部が分岐ガス供給管
９８の内径よりも小さく設定されるとともに、先端部は
基端部よりも小さくそれぞれ設定されている。各ノズル
９２の先端部は、ノズル固定板１０１を貫通してノズル
固定部１００から突出している。

【０１０５】ガス供給管８７には図示しないガス発生装
置が接続され、このガス発生装置からブラウンガスが供
給される。ガス供給管８７内のブラウンガスは、各分岐
ガス供給管９８内及び各第２連結筒１０３内を通った
後、各ノズル９２のガス噴射口９３の先端から噴射され
る。このとき、ブラウンガスはガス噴射口９３の基端部
において圧縮されてその圧力が高められるとともに、先
端部においてさらに圧縮されてその圧力がさらに高めら
れた後、噴射される。そして、ブラウンガスがノズル９
２の外端部で燃焼することにより炎が発生する。

【０１０６】一方、冷媒供給管８６内には冷媒としての
水が圧入される。この水は、各分岐冷媒供給管９７と各
分岐ガス供給管９８との間及び第１連結筒９９と第２連
結筒１０３との間を、各分岐ガス供給管９８及び第２連
結筒１０３を冷却しながらそれらの先端方向へ流れた
後、ノズル固定部１００とノズル９２との間においてノ
ズル９２を冷却する。次いで、冷媒排出孔９５及び冷媒
排出管１０２内を通って排水される。

【０１０７】よって、この第４溶融バーナー９６におい
ても、第３溶融バーナー８１と同様に、冷媒供給管８６
内に圧入される水の量又は圧力を調節してブラウンガス
の圧力や体積を変更することにより、ブラウンガスの燃
焼による炎の大きさを容易に変更することができる。

【０１０８】さらに、前記実施形態より把握できる技術
的思想について以下に記載する。 ・ 前記熱エネルギー利用設備と、溶融処理装置の溶融
炉との間には、熱エネルギー利用設備で被対象物を燃焼
又は加熱した後に生じる残滓を溶融炉へ移送するための
移送手段を設け、当該移送手段によって溶融炉へ移送さ
れた残滓を廃棄物として溶融室に投入し、溶融処理を施
すように構成したことを特徴とする請求項７又は請求項
８に記載の廃棄物処理システム。このように構成した場
合、被対象物を燃焼又は加熱からその後の残滓の溶融処
理までのサイクルを全て１つのシステム内で行うクロー
ズドシステムを構成することができ、システム外に廃棄
物、有毒ガス等が排出されることを防止することができ
るとともに、それらの処理を高効率で行うことができ
る。

【０１０９】・ 前記排ガス処理部は、溶融炉で廃棄物
を溶融するときに排気路を介して外部から溶融室へ空気
が流れ込むことを遮るための遮断手段を備えることを特
徴とする請求項４に記載の溶融処理装置。このように構
成した場合、ブラウンガスの燃焼時において、排気部か
ら溶融室に空気が流入することを遮断することができ
る。

【０１１０】・ 前記溶融バーナーの内部には冷却管を
配設し、当該冷却管内に冷媒を流すことによって溶融バ
ーナーを冷却するように構成するとともに、この冷却管
の一端部を前記排ガス処理部の内部に配設し、排ガス処
理部で排ガスを熱分解したときに生じる余剰熱で冷却管
内の冷媒を予熱することを特徴とする請求項１から請求
項４のいずれかに記載の溶融処理装置。このように構成
した場合、急激な温度変化による溶融バーナーの破損を
防止することができるとともに、排ガスが有する熱エネ
ルギーを有効に利用することができる。

【０１１１】・ 前記投入口よりも装置の外部には、こ
の投入口を介して溶融室に廃棄物を投入するためのプッ
シャーを備える投入部を配設するとともに、このプッシ
ャーの端部にシール部を設けて遮断手段を構成し、廃棄
物の投入後、プッシャーのシール部により投入口を閉塞
することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか
に記載の溶融処理装置。このように構成した場合、投入
口から溶融室への空気の流入を確実に遮断することがで
きる。

【０１１２】・ 前記熱エネルギー利用設備を焼却炉と
し、被対象物を焼却炉の内部に収容された燃焼物とし、
焼却炉で燃焼物を燃焼させた後に生じる焼却灰を廃棄物
として溶融処理装置を構成する溶融炉の溶融室に投入す
るとともに、燃焼物を燃焼させた後に生じる排ガスを排
ガス処理部の排気路に送り込むことを特徴とする請求項
７又は請求項８に記載の廃棄物処理システム。このよう
に構成した場合、例えば紙くず、木くず、布屑、プラス
チック屑、可燃ゴミ等のような燃焼物の焼却処理からそ
の焼却灰の溶融処理までを１つのシステムで行うことが
できる。さらに、これら燃焼物を焼却したときに生じる
窒素酸化物（ＮＯ_x）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭
素（ＣＯ₂）、硫黄酸化物（ＳＯ_x）、ダイオキシン等の
排ガスが外部へ排出されることを防止することができ
る。

【０１１３】・ 前記廃棄物を溶融するとき、溶融室の
温度が２０００〜２５００℃であることを特徴とする請
求項１から請求項６のいずれかに記載の溶融処理装置。
このように構成した場合、廃棄物を溶融するときに発生
する窒素酸化物（ＮＯ_x）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸
化炭素（ＣＯ₂）、硫黄酸化物（ＳＯ_x）、ダイオキシン
等の有毒ガスを燃焼させることができ、これらを分解さ
せることができる。

【０１１４】・ 前記溶融炉で廃棄物を溶融させたとき
に生じる排ガスの温度が９００〜１５００℃であり、こ
の９００〜１５００℃の排ガスを熱エネルギー利用設備
に供給することを特徴とする請求項７又は請求項８に記
載の廃棄物処理システム。このように構成した場合、熱
エネルギー利用設備に収容された被対象物を確実に燃焼
又は加熱することができる。

【０１１５】・ 前記バーナーを用いて排気路の温度を
８５０〜１５００℃とし、この雰囲気下で排ガスを熱分
解させることを特徴とする請求項４に記載の溶融処理装
置。このように構成した場合、廃棄物を溶融するときに
発生する窒素酸化物（ＮＯ_x）、一酸化炭素（ＣＯ）、
二酸化炭素（ＣＯ₂）、硫黄酸化物（ＳＯ_x）、ダイオキ
シン等の有毒ガスを確実に燃焼させて分解することがで
きる。

【０１１６】・ 前記連続投入機構は、投入筒部と、投
入筒部内に設けられるとともに、投入口に対して進退可
能に構成されているプッシャーと、投入筒部の周壁に設
けられたホッパーとから構成され、ホッパーから投入筒
部内に廃棄物が供給された後、プッシャーが投入口に対
して前進することにより廃棄物が溶融室に投入され、さ
らにプッシャーが後退した後、ホッパーから投入筒部内
に廃棄物が供給される操作が繰り返して行われるように
構成されていることを特徴とする請求項５又は請求項６
に記載の溶融処理装置。この構成によれば、廃棄物を溶
融室に容易に連続投入することができる。

【０１１７】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、次のような効果を奏する。請求項１に記載の発明に
よれば、燃料に空気を供給することなく、廃棄物の溶融
処理を行うことができる。

【０１１８】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の効果に加えて、溶融バーナーの破損を防
止することができるとともに、廃棄物の溶融処理を確実
に行うことができる。

【０１１９】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
又は請求項２に記載の発明の効果に加えて、溶融処理の
処理効率の向上及び処理時間の短縮化を図ることができ
る。請求項４に記載の発明によれば、請求項１から請求
項３のいずれかに記載の発明の効果に加えて、排ガス中
に含まれる窒素酸化物（ＮＯ_x）、一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）、二酸化炭素（ＣＯ₂）、硫黄酸化物（ＳＯ_x）、ダ
イオキシン等を燃焼させ、分解させることができる。従
って、これらの成分が装置外に排出されることを防止す
ることができる。

【０１２０】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の効果に加え、溶融処理の処理効率をより
向上させることができる。請求項６に記載の発明によれ
ば、請求項５に記載の発明の効果に加え、溶融処理の処
理効率をさらに向上させることができる。

【０１２１】請求項７に記載の発明によれば、燃料に空
気を供給することなく、廃棄物の溶融処理を行うことが
できるとともに、廃棄物を溶融処理した後の余剰エネル
ギーを無駄にすることなく効率的に利用し、省エネルギ
ー化を図ることができる。

【０１２２】請求項８に記載の発明によれば、請求項７
に記載の発明の効果に加えて、熱エネルギー利用設備で
生じる窒素酸化物（ＮＯ_x）、一酸化炭素（ＣＯ）、二
酸化炭素（ＣＯ₂）、硫黄酸化物（ＳＯ_x）、ダイオキシ
ン等が外部に排出されることを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施形態の溶融処理装置の断面を示す概
念図。

【図２】 溶融炉の断面を示す概念図。

【図３】 廃棄物処理システムの全体構成を示すブロッ
ク図。

【図４】 （ａ）は第２実施形態の溶融炉の断面を示す
概念図、（ｂ）は第２実施形態の溶融炉の断面を示す概
念図。

【図５】 第３実施形態の溶融処理装置の断面を示す概
念図。

【図６】 溶融炉を示す要部破断図。

【図７】 溶融炉を示す要部破断図。

【図８】 第３溶融バーナーを示す部分拡大断面図。

【図９】 （ａ）は第３溶融バーナーを示す部分拡大断
面図、（ｂ）は第３溶融バーナーを示す正面図。

【図１０】 第３実施形態の第３溶融バーナーの別例を
示す断面図。

【符号の説明】

１１…溶融室、１２…投入口、１２ａ…供給口、１３ａ
…遮断手段を構成するシール部、１６…排出口、１８…
溶融バーナー、２６…遮断手段を構成するバルブ、３０
…排ガス処理部、３１…排気路、３４…遮断手段を構成
するファン、４１…溶融処理装置、４３…熱エネルギー
利用設備としての焼却炉、４５…バーナー、４５ｂ…第
２バーナー、４７…熱媒体供給管、４８…排ガス移送
管、７０…廃棄物、７０ａ…廃棄物の表面、７１…連続
投入機構を構成する投入筒部、７２…連続投入機構を構
成するプッシャー、７３…連続投入機構を構成するホッ
パー、８１…溶融バーナーとしての第３溶融バーナー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２３Ｊ 15/08 Ｆ２３Ｊ 15/00 Ｌ (72)発明者 宮田 忠 岐阜県羽島市正木町新井字二町目433番地 １ 株式会社エム・シー・エル・エンジニ アリング内 Ｆターム(参考） 3K061 AA24 AB01 AB03 AC01 AC02 AC03 BA05 CA01 3K065 AA24 AB01 AB03 AC01 AC02 AC03 BA05 EA06 EA15 EA16 EA28 JA05 JA13 JA18 3K070 DA02 DA03 DA05 DA06 DA56 3K078 AA05 BA02 BA03 BA22 BA24 BA26 BA27 CA02 CA07

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 廃棄物を堆積して溶融するための溶融室
   と、水素及び酸素ガスをモル比が水素：酸素で２：１と
   なるように混合してなるブラウンガスを燃料として用
   い、ブラウンガスを燃焼させて廃棄物を溶融するための
   溶融バーナーと、前記溶融室への外部からの空気の流入
   を遮断するための遮断手段とを備えるとともに、前記溶
   融バーナーを廃棄物の対向位置に配設し、ブラウンガス
   の燃焼によって生じる炎を廃棄物に向け、その燃焼熱で
   廃棄物を溶融するとき、前記遮断手段により溶融室に外
   部から空気が流入することを遮断するように構成するこ
   とを特徴とする溶融処理装置。
2. 【請求項２】 前記溶融室の後方上部には廃棄物を投入
   するための投入口を設け、溶融室の前方下部には溶融さ
   れた廃棄物を排出するための排出口を設け、溶融室の内
   部において廃棄物を投入口から排出口に向かって傾斜す
   るように堆積させるとともに、前記溶融バーナーを溶融
   室に対して進退可能に構成し、溶融バーナーが廃棄物の
   表面から一定の距離を保持しながら溶融室に進出するこ
   とにより、堆積した廃棄物をその表面から所定厚さだけ
   溶融させた後、溶融バーナーが溶融室から後退し、前記
   投入口から廃棄物を溶融室に堆積された廃棄物の表面に
   溶融した分量だけ投入するように構成することを特徴と
   する請求項１に記載の溶融処理装置。
3. 【請求項３】 前記溶融室の後方下部には供給口を設
   け、溶融バーナーで堆積した廃棄物をその表面から溶融
   させながら、該供給口を介して堆積された廃棄物の後方
   から溶融室内に廃棄物を連続して供給することにより、
   廃棄物を連続して溶融可能に構成することを特徴とする
   請求項１又は請求項２に記載の溶融処理装置。
4. 【請求項４】 前記溶融室より下流側には、該溶融室で
   廃棄物を溶融させたときに生じる排ガスを移送するた
   め、溶融室と連通された排気路を有する排ガス処理部を
   設けるとともに、当該排ガス処理部には前記ブラウンガ
   スを燃料として用い、ブラウンガスの燃焼によって生じ
   る燃焼熱で排気路を移動する排ガスを燃焼させて熱分解
   するためのバーナーを設けることを特徴とする請求項１
   から請求項３のいずれかに記載の溶融処理装置。
5. 【請求項５】 前記廃棄物は溶融室の後方から前方へ移
   動するように構成され、溶融室の後方には、投入口を介
   して溶融室に廃棄物を連続して投入する連続投入機構を
   備えるとともに、溶融室の中間部には、廃棄物をその移
   動過程で溶融する溶融バーナーが設けられていることを
   特徴とする請求項１に記載の溶融処理装置。
6. 【請求項６】 前記溶融室の両側部には、廃棄物の移動
   過程に沿って溶融バーナーがそれぞれ設けられているこ
   とを特徴とする請求項５に記載の溶融処理装置。
7. 【請求項７】 請求項１から請求項６のいずれかに記載
   の溶融処理装置と、外部より供給された熱エネルギーを
   利用して内部に収容された被対象物を燃焼又は加熱する
   ための熱エネルギー利用設備とを備え、当該溶融処理装
   置の排ガス処理部と熱エネルギー利用設備との間を熱媒
   体供給管で接続し、溶融処理装置の溶融室で廃棄物を溶
   融させたときに生じる排ガスを熱媒体供給管を介して熱
   エネルギー利用設備に供給し、この排ガスを被対象物を
   燃焼又は加熱させるための熱エネルギーとして利用する
   ことを特徴とする廃棄物処理システム。
8. 【請求項８】 前記熱エネルギー利用設備と、排ガス処
   理部との間を排ガス移送管で接続し、熱エネルギー利用
   設備で被対象物を燃焼又は加熱させた後に生じる排ガス
   を排ガス移送管を介して排ガス処理部の排気路に送り込
   み、この排ガスをバーナーを用いて熱分解するように構
   成したことを特徴とする請求項７に記載の廃棄物処理シ
   ステム。