JP2004239596A

JP2004239596A - 廃棄物溶融処理炉

Info

Publication number: JP2004239596A
Application number: JP2003196658A
Authority: JP
Inventors: Ryota Hidaka; 亮太日高; Kazutake Murahashi; 一毅村橋; Yoshihiro Ishida; 吉浩石田; Yasuhiko Katou; 也寸彦加藤
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2002-12-09
Filing date: 2003-07-14
Publication date: 2004-08-26

Abstract

【課題】炉床の導電性物質を効率よく誘導加熱するとともに、その炉殻に渦電流が流れることによる発熱ロスを抑制して、廃棄物を溶融処理できる廃棄物溶融炉を提供する。
【解決手段】廃棄物溶融処理炉であって、炉下部に配置された誘導加熱コイル１０により炉底部に充填された導電性物質に高周波電流を通電して誘導加熱する廃棄物溶融処理炉において、電気抵抗が低く且つ非磁性の金属で炉殼１５を構成し、炉殻１５の外側に誘導加熱コイル１０を設置し、炉殻１５の周方向の少なくとも一箇所を電気的に絶縁するとともに、炉殻１５を誘導加熱コイル１０の上下端近傍の位置で水平方向に分割部２１を形成して炉殼１５を上下の金属製炉体と垂直方向の電気的絶縁を図るとともに、分割部２１を炉内への磁束の透磁路とした廃棄物溶融処理炉。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみ、産業廃棄物、汚泥、最終処分場に埋め立てた廃棄物を掘り起こした廃棄物等の廃棄物を直接溶融する廃棄物溶融処理炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
都市ごみ、産業廃棄物などの廃棄物を溶融炉で溶融処理することが知られている。溶融炉は炉上部から炉下部に向かって、予熱、乾燥、熱分解、溶融ゾーンが形成されており、溶融炉上部から供給された廃棄物は炉内を下降する過程で、順次予熱、乾燥、熱分解して、炉底部で溶融される。予熱、乾燥、熱分解の加熱源としては、炉本体下部から吹き込まれた空気又は酸素を添加した空気によって、コークス及び廃棄物中の可燃物質が部分的に燃焼して、高温の熱ガスを発生し、この高温の熱ガスが炉内を上昇して、炉上部から供給された廃棄物を予熱、乾燥、熱分解する。
【０００３】
本出願人は、廃棄物の溶融処理に関して、溶融炉本体上部に廃棄物とコークスと装入し、１段または複数段の羽口から空気又は酸素富化空気を吹き込み廃棄物を溶融処理する方法において、炉底溶融ゾーンのコークスを羽口から吹き込まれた空気又は酸素富化空気により還元燃焼せしめるとともに、該コークスを誘導加熱することにより廃棄物を溶融し、スラグ化する方法を提案した（特許文献１参照）。
【０００４】
この方法により、施設の廃熱回収による発電電力を溶融熱源として有効利用し、外部から購入するコークスの使用量を低減することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−５４８１０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記の溶融炉では、廃棄物を溶融処理するのに約１０００℃以上の高温が必要となるため、一般的には炉体は耐火物で形成され、誘導加熱を行うためにはその耐火物の外側に接して水冷のコイルが設置されている。また、溶融炉内には廃棄物の熱分解ガスである一酸化炭素が充満し、しかも圧力は最大１０００ｍｍＨ_２Ｏ程度あるために炉内ガスが外部に漏れないようにガスシールする必要があるが、耐火物のみで構成された炉は亀裂の発生があるため、炉内が１０００ｍｍＨ_２Ｏ程度の高圧下ではガスシール性は期待出来ない。
【０００７】
そこで、耐火物からなる炉体を金属製の炉殻で覆うことになる。その際、誘導加熱コイルの設置場所としては、金属の誘導加熱溶解炉では通常該炉殼の内側がとられる。ところが、高周波数の誘導加熱においては、誘導加熱コイルのターン間の電圧が数千オーダＶと高くなり、耐火物を介して炉内の高温雰囲気に影響されて、誘導加熱コイルが放電し、安定した運転条件を確保することが出来ない。
【０００８】
また、誘導加熱コイルは、渦電流による発熱、温度上昇防止及び炉内高温雰囲気から守るため通常水冷されるが、耐火物の亀裂等を通じて、誘導加熱コイルが損傷した時に漏れた水が炉内の溶融物に混入して水蒸気爆発の危険性がある。そのため、誘導加熱コイルを炉殼の外側に設置することが考えられるが、溶融炉内のガスをシールすることは可能だが、金属製の炉殼に渦電流が流れて、ジュール損により炉殼を加熱して熱損失を生じるとともに、炉内の被加熱物を効率よく加熱できないという問題があった。
【０００９】
そこで本発明は、ガスをシールする炉殻の外側に誘導加熱コイルを配置し、誘導加熱コイルを電気的、機械的に安全な炉殻の外に配置しながら、炉底の導電性物質を効率よく誘導加熱するとともに、その炉殻に渦電流が流れることによる発熱ロスを抑制して、廃棄物を溶融処理できる廃棄物溶融処理炉を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の廃棄物溶融処理炉は、廃棄物溶融処理炉本体上部から廃棄物を装入し、羽口から空気又は酸素富化空気を吹き込んで廃棄物の可燃性物質を燃焼させ、不燃物を溶融処理する廃棄物溶融処理炉であって、炉下部に配置された誘導加熱コイルにより炉底部に充填された導電性物質に高周波電流を通電して誘導加熱する廃棄物溶融処理炉において、電気抵抗が低く且つ非磁性の金属で炉殼を構成し、該炉殻の外側に誘導加熱コイルを設置し、前記炉殻の周方向の少なくとも一箇所を電気的に絶縁するとともに、前記炉殻を前記誘導加熱コイルの上下端近傍の位置で水平方向に分割部を形成して前記炉殼を上下の金属製炉体と垂直方向の電気的絶縁を図るとともに、前記分割部を炉内への磁束の透磁路としたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
廃棄物中には金属などの導電性物質が、これは誘導加熱により溶融して流れ出て行くために加熱物質として利用できないので、導電性物質としては、融点が高くて安定な物質である、コークス、黒鉛などのカーボンを使用する。カーボンは金属に比べて電気抵抗率が１０^４ぐらい高いが、周波数を高くして誘導起電力を高くすることにより誘導加熱が可能となる。特にコークスが入手し易いので適している。
【００１２】
【実施例】
以下、図に基づいて、本発明を詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の廃棄物溶融処理炉の全体図である。図１において、廃棄物溶融処理炉は、シャフト炉１、廃棄物装入装置２、上段羽口３、下段羽口４、シャフト部５、朝顔部６、炉底部７、ガス排出管８、出湯ノズル９、誘導加熱コイル１０、高周波電源１１、導電性物質装入装置１２で構成され、導電性物質１３として例えばコークスが炉底部に装入されている。
【００１４】
図２は本発明の廃棄物溶融処理炉の炉底部を示す縦断面図、図３は同斜視図、図４は炉殻の隙間にフェライトあるいは絶縁スペーサを挟んだ状態を示す図である。
【００１５】
図２及び図３において、廃棄物溶融処理炉の炉底部７の耐火壁１４ａの外面は、電気抵抗が低く非磁性の銅で覆われ、炉殻１５も銅製である。炉殻１５は、周方向の分割部１６により、周方向に電気的に絶縁されている。炉殼１５の外側には、水冷の誘導加熱コイル１０を配置する。該コイル１０の作る磁束を効率的に炉内に導くために、炉殻１５の上端の上部近傍、下端の下部近傍にそれぞれすきまを形成して分割部２１を設ける。
【００１６】
図４に示すように、分割部２１にはリング状の絶縁スペーサ２１ａあるいはフェライト１７を挟み込む。この分割部２１は、誘導加熱コイル１０により発生した磁束が、炉側面を貫いて、炉殻１５内側に到達する時の磁路となる。
【００１７】
図４（ｂ）に示すように、リング状の絶縁スペーサ２１ａは炉殻１５のフランジ１５ａの間に数枚重ねて挟む。さらに、分割部２１のすきま幅を小さくする等の工夫のために、図４（ｃ）に示すように、分割部２１に絶縁スペーサ２１ａとフェライト１７を挿入して、磁路を形成することもできる。
【００１８】
フェライト１７の形状は、図４（ａ）に示すようにリング状もしくは図４（ｄ）に示すように直方体とし、直方体のフェライト１７を使用するときは、三角形の絶縁スペーサー２１ｂで空隙を埋める。フェライト１７を使用するときは、分割部２１は、該炉殼１５と上の金属製炉体１５ｂの間及び該炉殼１５と下の金属製炉体１５ｃの間が電気的に絶縁できるように、炉殻のフランジ１５ａとフェライト１７の間に絶縁材２１ａを挿入する。
【００１９】
図２にもどって、炉殻１５の表面に水冷パイプ１８を配設し、炉殻１５及び上下の金属製炉体を冷却する。水冷パイプは１８は、上下の金属製炉体に設けたヘッダ１９から分岐し、炉底部の金属製炉体を縦断している。但し、分割部２１を縦断する部分は、分割部２１での電気的絶縁を確保するために、ゴム等の絶縁ホース２０で接続する。
【００２０】
炉殻１５内の耐火壁は２層構造とし、炉殻に隣接する外層１４ａを高熱伝導率のＳｉＣキャスタとし、炉内に隣接する内層１４ｂを、外層１４ａより熱伝導率の低い高アルミナ系キャスタもしくはアルミア／クロミア系キャスタで構成する。
【００２１】
本発明では、まず導電性物質装入装置１２から導電性物質１３として、例えばコークスを装入して炉底部に充填する。次いで、溶融炉１の頂部に配置された廃棄物装入装置２から廃棄物を装入する。廃棄物は炉内を下降する過程で順次予熱、乾燥、熱分解する。この予熱、乾燥、熱分解は、羽口３，４から吹き込まれた空気又は酸素富化空気によって廃棄物中の可燃物質が燃焼して高温のガスを発生し、この高温ガスが炉内を上昇することにより行われる。熱分解残渣等の不燃物は、誘導加熱コイル１０により誘導加熱された導電性物質の高熱によって溶融する。
【００２２】
また、廃棄物の溶融熱源として、廃熱回収による発電電力を利用するので、コークスの燃焼量が殆ど無くても溶融機能を維持でき、コークス使用量を低減することが可能となる。
【００２３】
そのとき、コークスを効率的に誘導加熱できる３０ｋＨｚ程度の高周波数で、実用スケール炉の必要発熱量を確保できる電流を流すと、コイルのターン間電圧が数千Ｖオーダーと高くなるが、本発明によれば、コイルを炉外の清浄雰囲気に配置できるので、漏電、短絡等の不都合を回避できる。
【００２４】
図５は炉殻に発生するうず電流の説明図である。図５（ａ）において、本発明の構成によれば、炉殻１５を周方向の分割部１６により周方向に絶縁することにより、渦電流は小さくなり、又、その渦電流による磁束は、炉内コークス充填部の合成磁束をほとんど減衰しない。その結果、効率的にコークスを誘導加熱させることができる。この場合、炉殻１５の周方向の分割部１６は、理論的には１箇所でも良いが、絶縁の確実性をあげるためには複数箇所が良い。周方向の分割部１６は、マイカや耐火キャスタ、繊維強化樹脂等の絶縁スペーサー１６ａでガスシールを確保する。
【００２５】
もし、図５（ｂ）に示すように、周方向の絶縁がない場合、うず電流は炉殻１５外周に沿って周回するとともに大きな電流となる。その渦電流の作る磁束は誘導加熱コイル１０の作る磁束を炉殻１５内側で打ち消し、殆ど減衰してしまう。その結果、コークス充填部の合成磁束が小さく、効率的にコークスを誘導加熱できない。
【００２６】
周方向の分割部１６に加えて分割部２１も同時に必要である。図５（ｃ）に示すように、誘導加熱コイル１０で発生し、炉殻１５内側に到達する磁束は、必ず炉側面を２回貫き、出入りする。しかしながら、分割部２１が無い場合、炉側面は金属製炉殼となり、炉殻面に発生する渦電流によって、磁束の打ち消しが発生して、炉内コークス充填部の合成磁束を殆ど減衰してしまう。
【００２７】
そこで本発明は、図５（ｄ）に示すように、周方向の絶縁に加えて、誘導加熱コイル１０の上下端近傍の位置で、分割部２１を形成することにより、炉内コークス充填部の合成磁束がほとんど減衰しないものとできることを見い出した。
【００２８】
分割部２１は、誘導加熱コイル１０の近傍で、誘導加熱コイル１０の上下に２カ所必要である。この場合、誘導加熱コイル１０で発生させ、炉殻等に到達する磁束は、渦電流とその磁束合成により、合成磁束は結果的にフランジ１５ａの間の分割部２１のすきまに集中して炉側面を貫通し、炉内コークス充填部の合成磁束はほとんど減衰しないものとなる。
【００２９】
本発明においては、金属製の炉殻１５には、電気抵抗が低く且つ非磁性の金属を使用する。電気抵抗の大きな金属を用いれば、渦電流は小さく抑えられ、渦電流による内部磁束の減衰は小さくなるが、前述のとおり、本発明では炉殻１５の周方向に絶縁しており、渦電流による内部磁束の減衰はほとんど生じない。そこで、渦電流による炉殻の発熱ロスの大小が問題となる。炉の外側を覆う炉殻１５には、渦電流が流れるが、その発熱量は炉内の溶解等には寄与しない熱ロスとなる。そのため、その発熱ロスを抑えるためには、この１ｋＨｚ以上の高周波数帯では、非磁性で電気抵抗の低い金属を使用した方が良い。非磁性で電気抵抗の低い金属としては、銀及び銅があるが、コスト面から銅が適している。
【００３０】
また、銅炉殻には、絶縁性の塗料または絶縁ワニスを塗っても良いし、電気抵抗を下げるために銀メッキをしたあと、上記絶縁処理を行っても良い。さらに、銅炉殻と内部耐火物との隙間には、絶縁性、耐高温性のあるマイカを挟んでも良い。
【００３１】
また、本発明では炉殻１５の分割部２１に、絶縁スペーサ２１ａを挟み込む。該分割部２１は、電気的絶縁性と気密性が必要であり、それらを確保するために、フランジ構造にして、そのフランジ間に、マイカや耐火キャスタ、繊維強化樹脂等の絶縁スペーサ２１ａを挟み込む。
【００３２】
また、本発明は、炉殻の分割部２１に、高透磁率材料１７を挟み込んでもよい。分割部２１に高透磁率材料１７を挟むことにより、炉内の発熱効率を上昇させ、さらに炉殻１５に発生する渦電流による発熱ロスを低減させることができる。なお、高透磁率材料１７としては、特にフェライトが適している。高透磁率材料としては、電磁鋼板も考えられるが、コークス誘導加熱のような高周波数では、電磁鋼板は高透磁率を維持できず、しかも発熱損失が大なため、非効率である。一方、フェライトの場合には、高周波数でも、高透磁率を維持し、しかも発熱損失も少ないため、効率が良い。
【００３３】
本発明では、図２のＡ−Ａ断面図である図４（ｄ）に示すように、炉殻１５を垂直方向に絶縁したフランジ１５ａ間に高透磁率材料、例えば、フェライトを挟み込む場合、その位置は、炉殻外部では少なくともフランジ外面より長く、例えば２０ｍｍ長くし、炉内側でも、炉殻内面よりも長く、例えば少なくとも２０ｍｍ長くしたものを配置する。これは、フェライトの角部分には、磁束が集中するため、該磁束が金属製の炉殻１５もしくはフランジ１５ａにを貫通する様な配置とすると、貫通部に無用な渦電流を発生させ、発熱，熱効率低下の要因になると共に、磁束の打ち消しにより、コークス充填部の合成磁束が減衰し、効率的にコークスを誘導加熱できない。
【００３４】
そこで、フェライトをフランジ１５ａ及び炉殻１５の内面から内側に設置すれば、そのような無駄を発生させることなく、効率的にコークスを誘導加熱できると共に、誘導炉の効率も向上する。
【００３５】
フェライト長さについて、長い方が効率向上に寄与するが、コスト面からフランジ１５ａつら面及び炉殻１５の内面から２０ｍｍ程度長いものが最適となる。また、本発明では、炉殻１５を水冷ジャケット構造にするか、もしくは炉殻外部に水冷管を密着させ、炉殻、フェライト、炉内耐火物を水冷するものである。
【００３６】
炉殻１５は、金属で構成されるが、金属は高温で電気抵抗が高いので、温度上昇が電気抵抗上昇と発熱量上昇を招き、そのことが、さらなる温度上昇を招くという悪循環におちいるため、炉殻１５は何らかの冷却手段で冷却することが必要である。
【００３７】
また、フェライトは、キュリー点（温度）を越えると、透磁率が急速に減少するため、適度な冷却が必要である。そのため、炉殻を水冷することにより、炉殻金属の熱暴走を防ぐとともに、フェライトをキュリー温度に上昇することを防ぐことが可能となる。
【００３８】
また本発明では、炉内の耐火物１４の構造を、２層に分け、炉殻１５に隣接する外層１４ａを高熱伝導率のＳｉＣ耐火キャスタ（不定形耐火物）とし、炉内に隣接する内層１４ｂを、高アルミナ系や耐火度の高いアルミア／クロミア系耐火物で構成する。
【００３９】
フェライトは、前述のようにキュリー温度があるので低温に維持する必要があり、しかも磁路形成の効率上、炉殻１５内面から、高温側の耐火物内に２０ｍｍ以上突き入れる必要がある。
【００４０】
水冷炉殻１５に隣接する外層１４ａを、高熱伝導率として冷却能を高くすることで、外層１４ａとフェライトの温度を低温に保たれる。又、もし内層１４ｂの耐火物がある程度溶損しても、水冷した炉殻１５と外層１４ａの高伝熱によって外層１４ａとフェライトの温度を低温に保つことが可能である。
【００４１】
また、水冷した炉殻１５と外層１４ａの高伝熱能によって、内層１４ｂの背面が冷却されるので、伝熱上バランスする厚みで、溶損が止まり、表面にスラグコーティング層を形成する。熱伝導率の高い耐火物としては、ＳｉＣ系のキャスタ材などが有効である。
【００４２】
本発明では、側面同様、炉底面の金属炉殻を水冷構造にするとともに、耐火物構成を２層構造にし、下層１４ａを高熱伝導率の耐火物とし、上層１４ｂをその下層より熱伝導率の低い耐火物とするとともに、図６の炉底部の断面図に示すように、分割部２１に挟み込む高透磁率材料１７を、炉底側においては、下層の高熱伝導率の耐火物層内に配置し、その炉内側先端を炉中心近傍とする。
【００４３】
炉底面のフェライトを下層の高熱伝導率の耐火物層内に配置すれば、キュリー温度以下に抑えつつ、炉内近傍までフェライトの炉内側先端位置を炉内方向に伸ばすことが可能になり、このことにより、コークス誘導加熱に寄与する磁束が増加し、側面の耐火物層を通る無駄磁束を減少できる。
【００４４】
また、本発明は、図７の２次コイルの断面図に示すように、炉殻１５の内面に、電気抵抗の低い金属で構成した複数個の２次コイル２２（図７（ｂ）のＡ−Ａ断面参照）を円周方向に接続する。前述のように、フェライトを伸ばして内部に突き入れることで、耐火物層を通る無駄磁束を減少できるが、ゼロにはならない。そこで、耐火物層を通る無駄磁束を２次コイル２２と鎖交させ、２次コイル２２に発生する渦電流により、無駄磁束を有効にして、炉内のコークス充填部の合成磁束増加と、それによるコークス誘導加熱量増加を図る。図７（ｂ）に示すようにこのとき２次コイル２２の幅と位置は、コークスの誘導加熱が必要な領域にあわせて、その幅と高さ方向の位置を設定する。
【００４５】
また、図８に示されるように炉殻１５と耐火物１４の間に絶縁テープもしくは絶縁性塗料、マイカシート等の絶縁物２３を配置させることにより、炉殻１５に発生する誘導起電力に基づく漏電を未然に防止することができる。
【００４６】
また、図９に示すとおり、下側の分割部２１の位置より上方の磁束経路に出湯ノズル９を設け、出湯ノズル９にカーボン成分を有するレンガもしくは力一ボンを使用することにより、出湯ノズル９を誘導加熱させることが出来る。
【００４７】
実施例
図１において、シャフト炉１の炉底部に導電性物質としてコークスを充填し、廃棄物及び副原料が装入装置２から装入される。廃棄物としては都市ごみを処理した。表１に溶融処理した都市ごみの性状を示す。
【００４８】
【表１】

廃棄物の処理量は５６０ｋｇ／ｈ、コークスおよび石灰石は廃棄物の各々約１％および６％であり、空気は羽口から４００Ｎｍ^３／ｈを供給した。
【００４９】
溶融処理炉１に装入された廃棄物は炉内で充填層を形成し、上段羽口３および下段羽口４から吹き込まれた空気により、廃棄物の可燃物が燃焼する。燃焼により発生したガスは溶融炉内を上昇し、ガスの顕熱により廃棄物は予熱、乾燥、熱分解する。廃棄物の乾燥、熱分解の過程で発生した水蒸気、熱分解ガスおよび微細なダストはガス排出管８から排出される。一方、廃棄物の灰分および非燃焼物とコークス、石灰石は高温に加熱され炉床部７へと下りていく。
【００５０】
炉床部の外周に配置した誘導加熱コイル１０に高周波電源１１から交番電流を通電して、炉床部７に堆積した導電性物質であるコークス１２を誘導加熱し、高温状態のコークス１２に廃棄物中の灰分および不燃物を接触させて溶融する。灰分および非燃焼物は１４５０℃から１５５０℃に加熱され溶融状態となって、スラグ排出口９から炉外へ排出される。石灰石はスラグの塩基度すなわちスラグ中の石灰分ＣａＯと珪素分ＳｉＯ_２の比率を０．７以上とし、溶融状態のスラグの流動性の調整のために添加する。
【００５１】
また、誘導加熱の電力としては、ガス排出管８から排出された排ガスを燃焼させ、その廃熱をボイラーで蒸気回収して発電したものを利用した。すなわち、ガス排出管８から排出された排ガスは、公知の焼却灰処理設備の排ガス処理系において、二次燃焼室で排ガス中の可燃分を燃焼した後、この廃熱をボイラーで回収し、蒸気を発生させて発電機で発電した電力を誘導加熱電力として使用する。ボイラーを通過した後の排ガスは、排ガス冷却器で排ガス温度を下げた後、集じん機で集じんして煙突から排出する。誘導加熱用の電力は６０ＫＷ使用した。
【００５２】
出湯ノズル９から排出された溶融物は水砕されて、メタル層とスラグ層が別々の砂状粒子となる。スラグはインターロッキングブロック等のコンクリート２次製品の骨材や土木資材などとして資源利用され、メタルはカウンターウェイト等として資源利用される。
【００５３】
従来の方式では、誘導加熱コイルの放電等により安定運転は不可能であったが、本発明により安定した誘導加熱が達成できた。
【００５４】
【発明の効果】
本発明により、誘導加熱コイルを電気的・機械的に安定な炉外に置きながら、高周波電流で炉床部に充填された導電性物質を効率よく誘導加熱することが可能となり、従来に比べて、コークスの消費量、羽口から送風する酸素の使用量を大幅に減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の廃棄物溶融処理炉の全体図である。
【図２】本発明の廃棄物溶融処理炉の炉底部を示す縦断面図である。
【図３】本発明の廃棄物溶融処理炉の炉底部を示す斜視図である。
【図４】炉殻の隙間にフェライトあるいは絶縁スペーサを挟んだ状態を示す図である。
【図５】炉殻に発生するうず電流の説明図である。
【図６】高透磁率材料の配置の別実施例を示す断面図である。
【図７】２次コイルを示す図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図８】炉殻と耐火物の間に絶縁物を配置させた実施例を示す断面図である。
【図９】下側の垂直方向分割の位置より上方の磁束経路に出湯ノズルを設けた実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
１：シャフト炉２：廃棄物装入装置３：上段羽口４：下段羽口５：シャフト部６：朝顔部７：炉床部８：ガス排出管９：スラグ排出１０：誘導加熱コイル１１：高周波電源１２：導電性物質装入装置１３：導電性物質１４：耐火物１４ａ：外層１４ｂ：内層１５：炉殼１５ａ：フランジ１６：周方向の分割部１７：高透磁率材１８：導電性の水冷パイプ１９：ヘッダ２０：絶縁性の水冷パイプ２１：分割部２１ａ：絶縁スペーサ
２２：２次コイル２３：絶縁物

Claims

廃棄物溶融処理炉本体上部から廃棄物を装入し、羽口から空気又は酸素富化空気を吹き込んで廃棄物の可燃性物質を燃焼させ、不燃物を溶融処理する廃棄物溶融処理炉であって、炉下部に配置された誘導加熱コイルにより炉底部に充填された導電性物質に高周波電流を通電して誘導加熱する廃棄物溶融処理炉において、
電気抵抗が低く且つ非磁性の金属で炉殼を構成し、該炉殻の外側に誘導加熱コイルを設置し、前記炉殻の周方向の少なくとも一箇所を電気的に絶縁するとともに、前記炉殻を前記誘導加熱コイルの上下端近傍の位置で水平方向に分割部を形成して前記炉殼を上下の金属製炉体と垂直方向の電気的絶縁を図るとともに、前記分割部を炉内への磁束の透磁路としたことを特徴とする廃棄物溶融処理炉。
前記分割部に絶縁スペーサーを挟み込むことを特徴とする請求項１記載の廃棄物溶融処理炉。
前記分割部に高透磁率材料を挟み込むことを特徴とする請求項１記載の廃棄物溶融処理炉。
挟み込む高透磁率材料がフェライトであることを特徴とする請求項３記載の廃棄物溶融処理炉。
挟み込む高透磁率材料又はフェライトの長さが、半径方向に見て、炉殼外部では、少なくともフランジ外周面より２０ｍｍ外側に突出し、炉内側では、炉殻内周面より少なくとも２０ｍｍ内側に突出したものを配置したことを特徴とする請求項３又は４記載の廃棄物溶融処理炉。
炉殼を水冷構造とすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の廃棄物溶融処理炉。
炉底部の耐火壁は２層構造にし、炉殻に隣接する外層を高熱伝導率の耐火物とし、炉内に隣接する内層を、その外層より熱伝導率の低い耐火物で構成したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の廃棄物溶融処理炉。
炉殻を水冷構造にし、炉底部の耐火物構成を２層構造にし、下層は高熱伝導率の耐火物、上層はその下層より熱伝導率の低い耐火物とするとともに、炉底側分割部に挟み込む高透磁率材料又はフェライトを、該下層部の高熱伝導率の耐火物層内に配置し、その炉内側の先端を炉中心近傍とした請求項１〜５のいずれか１項に記載の廃棄物溶融処理炉。
炉殻の内側に、炉殻を一部とする２次コイルを円周方向に複数個配置したことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の廃棄物溶融処理炉。
炉殻と耐火物の間にテープ、塗料、マイカシート等の絶縁材を挟み込むことで絶縁したことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の廃棄物溶融処理炉。
出湯ノズルに炭素成分を含有する耐火物もしくは黒鉛材料を使用し、該出湯ノズルを炉底側分割部の上方炉殻に配置することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の廃棄物溶融処理炉。