WO2015147091A1 - 表面溶融炉及び表面溶融炉の運転方法 - Google Patents

表面溶融炉及び表面溶融炉の運転方法 Download PDF

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furnace
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melting furnace
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上林　史朗
吉岡　洋仁
史樹 寳正
正治 岡田
健一郎 篠原
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株式会社クボタ
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    • F23G2207/00—Control
    • F23G2207/10—Arrangement of sensing devices
    • F23G2207/114—Arrangement of sensing devices for combustion bed level

Definitions

  • the present invention relates to a surface melting furnace and a method for operating the surface melting furnace.
  • the surface melting furnace includes a furnace chamber in which an outlet is formed, and a workpiece supply mechanism that supplies the workpiece to the furnace chamber, and the workpiece to be processed supplied to the furnace chamber by the workpiece supply mechanism
  • the object is configured to melt from the surface and flow down to the tap.
  • the supply amount of the object to be processed by the object supply mechanism needs to be adjusted so that the object to be processed to be melted in the surface melting furnace has a target processing amount.
  • the amount of slag that is measured and melted is measured after the fact, and it is judged whether the supply is insufficient or excessive from the ratio of the amount of slag to the amount of workpiece to be processed in a certain period of time from several hours to half a day.
  • the supply amount and the melting conditions are adjusted so that the supply amount of the object to be processed becomes the target processing amount.
  • the melting furnace has a sufficient margin so that the target throughput can be melted in a supply shortage state rather than an excessive supply state. Designed and operated.
  • the emission wavelength is shorter than the short wavelength end of the emission spectrum of a predetermined intensity or higher in the melting furnace in order to enable stable melting processing by maintaining the melting surface of the object to be processed at an appropriate position.
  • a light beam with a wavelength is irradiated onto the melt surface of the workpiece, the position is detected by an optical sensor capable of detecting the position of the beam spot of the light beam on the melt surface, and the position of the melt surface is determined based on the position detection result.
  • a melting surface control method for determining whether or not the material is suitable is disclosed.
  • the melt surface control method determines that the position of the melt surface has advanced from the appropriate position, the supply amount per unit time to the melt processing area of the workpiece is reduced, and conversely, the position is When it is determined that the object is moving backward, the supply amount per unit time of the object to be melted is increased.
  • Patent Document 1 uses a very expensive laser having an emission wavelength in the ultraviolet region as a light source. For this reason, a large number of units cannot be installed, and it has been difficult to estimate the profile of the melting surface over a wide range.
  • An object of the present invention is to provide a surface melting furnace and a method for operating a surface melting furnace capable of estimating a wide range of melting surface profiles in view of the above-described problems.
  • the first characteristic configuration of the surface melting furnace according to the present invention is as described in claim 1 of the present invention.
  • the surface melting furnace is provided with a plurality of sensors for measuring different measurement points in order to estimate the melting surface profile of the workpiece.
  • the profile of the molten surface can be estimated appropriately based on information obtained by measuring different measurement points with a plurality of sensors. This makes it possible to properly determine whether or not the molten surface is in an appropriate state.
  • one of the sensors is configured so that an object to be processed by the object supply mechanism is supplied to the furnace chamber. It is in the point comprised with the temperature sensor which detects the temperature of a supply part.
  • the molten surface of the workpiece If the molten surface of the workpiece is retreated, it becomes susceptible to the furnace chamber temperature and the temperature of the supply section rises. When the molten surface of the workpiece advances, it becomes difficult to be affected by the furnace chamber temperature, and the temperature of the supply section decreases. Therefore, based on the temperature information of the supply unit measured by the temperature sensor, it can be determined whether the molten surface is in the backward phase or the forward phase, which is important measurement information for estimating the profile of the molten surface.
  • the plurality of sensors may be configured such that the furnace of the workpiece by the workpiece supply mechanism is provided. It exists in the point arrange
  • a plurality of melt surfaces measured along the path from the supply unit to the tap outlet are measured. Based on this measurement information, the profile of the molten surface from the supply unit to the outlet can be estimated, and it is possible to appropriately grasp whether the molten surface is moving forward or backward.
  • one of the sensors detects the surface height of the workpiece. It is in the point comprised with a non-contact sensor.
  • the surface height of the object to be processed is detected by a non-contact sensor, and at least one point of the melt surface can be directly measured.
  • the fifth characteristic configuration is based on the output of the plurality of sensors.
  • a profile supply is provided, and a workpiece supply control unit that controls at least the supply amount of the workpiece supplied to the furnace chamber by the workpiece supply mechanism based on the estimated profile is provided.
  • the workpiece supply control unit estimates the profile of the molten surface of the workpiece, and determines whether the molten surface is in a backward phase or a forward phase. When it is determined that the molten surface is in the receding phase, the supply amount of the object to be processed is adjusted so as to increase toward the target supply amount determined so as to obtain an appropriate molten surface profile. When it is determined that the molten surface is in the forward phase, the supply amount of the object to be processed is adjusted so as to decrease toward the target supply amount determined so as to obtain an appropriate molten surface profile.
  • the apparatus includes a workpiece supply control unit that corrects the target supply amount so that the cumulative supply amount becomes the target cumulative supply amount.
  • the supply amount of the object to be processed is adjusted so that the melting surface profile is appropriate, but it is not guaranteed that the result will achieve the target processing amount of the surface melting furnace.
  • the target supply amount is corrected so that the cumulative supply amount of the workpiece for a predetermined period becomes the target cumulative supply amount. The target throughput can be achieved.
  • the seventh feature configuration includes an inner tube integrally formed around the furnace ceiling and the furnace bottom portion as described in claim 7
  • An outer cylinder integrally formed around the outer periphery of the inner cylinder and the outer cylinder are arranged concentrically, the workpiece receiving portion is configured in a gap between the inner cylinder and the outer cylinder, and the workpiece supply mechanism is connected to the inner cylinder and the outer cylinder.
  • the object is that the workpiece is supplied to the furnace chamber by relative rotation with the cylinder.
  • a plurality of measurement data along the circumferential direction can be obtained by at least one sensor during one rotation of the melting furnace.
  • the three-dimensional melt surface profile can be estimated from the plurality of measurement data, and the melt surface profile can be estimated more accurately.
  • the characteristic configuration of the operation method of the surface melting furnace according to the present invention includes a furnace chamber in which a spout is formed, and a workpiece supply for supplying the workpiece to the furnace chamber as described in claim 8 And a method for operating the surface melting furnace, wherein the workpiece supplied to the furnace chamber by the workpiece supply mechanism is configured to melt from the surface and flow down to the tap outlet.
  • Estimating the profile of the molten surface of the workpiece based on the outputs of a plurality of sensors installed in the surface melting furnace, and based on the estimation result, at least the workpiece supplied to the furnace chamber by the workpiece supply mechanism.
  • the control is performed so that the supply amount of the processed material becomes the target supply amount, and the target supply amount is corrected so that the cumulative supply amount of the processing object during the predetermined period becomes the target cumulative supply amount.
  • the target supply amount is corrected so that the cumulative supply amount of the object to be processed in the predetermined period becomes the target cumulative supply amount
  • the profile of the melting surface is appropriately adjusted and the target processing amount of the surface melting furnace can be achieved. It becomes like this.
  • FIG. 1 is an explanatory view of a rotary surface melting furnace according to the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory view of a rotary surface melting furnace showing a state in which the melting surface is retracted.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of a rotary surface melting furnace showing a state in which the melting surface has advanced.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing the arrangement of sensors.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of a plurality of sensors that measure the melt surface height.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of a control table based on a plurality of sensors.
  • FIG. 7 shows another embodiment and is an explanatory diagram of a plurality of sensors for measuring the melt surface height.
  • FIG. 1 is an explanatory view of a rotary surface melting furnace according to the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory view of a rotary surface melting furnace showing a state in which the melting surface is retracted.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of
  • FIG. 8 shows another embodiment, and is an explanatory diagram of a plurality of sensors that measure the melt surface height.
  • FIG. 9 shows another embodiment, and is an explanatory diagram of a plurality of sensors that measure the melt surface height.
  • FIG. 10 shows another embodiment, and is an explanatory diagram of a plurality of sensors that measure the melt surface height.
  • 11 (a) and 11 (b) are explanatory views of a main part of a surface melting furnace showing another embodiment.
  • FIG. 1 shows a rotary surface melting furnace 1 which is an example of a surface melting furnace.
  • the surface melting furnace 1 is a furnace for melting waste such as incineration ash and sewage sludge.
  • the surface melting furnace 1 includes a furnace chamber 4 in which two combustion burners 10 each having an air supply mechanism 11 are installed at a substantially central part of the furnace ceiling 2 and an outlet 3a is formed in the furnace bottom part 3;
  • a workpiece storage unit 7 provided around the chamber 4 and a workpiece supply mechanism 8 for supplying the workpiece from the workpiece storage unit 7 to the furnace chamber 4 are provided.
  • an inner cylinder 5 formed integrally with the furnace ceiling 2 around the furnace ceiling 2 and an outer cylinder 6 formed integrally with the furnace bottom 3 around the furnace bottom 3 are arranged concentrically.
  • the space formed between the outer cylinder 6 and the outer cylinder 6 is configured to be the workpiece storage portion 7.
  • connection part with the drive mechanism 13 is provided in the lower part of the outer cylinder 6, and when the outer cylinder 6 rotates by the drive mechanism 13, the inner cylinder 5 and the outer cylinder 6 are comprised so that it may rotate relatively.
  • a plurality of cutting blades 8 that are components of the workpiece supply mechanism are provided in the lower portion of the inner cylinder 5 along the circumferential direction.
  • the cutting blade 8 is composed of a plate-like inclined blade that guides to the furnace chamber 4 an object to be processed that moves in a tangential direction below the inner cylinder 5 by the rotation of the outer cylinder 6.
  • the inner cylinder 5 and the outer cylinder 6 the object to be processed accommodated in the object to be processed container 7 is supplied to the furnace chamber 4 in an annular shape, and the object to be processed is mortar-shaped in the furnace chamber. It becomes.
  • a boundary portion between the edge of the cover body 5 a extending from the upper part of the inner cylinder 5 toward the outer cylinder 6 and the outer cylinder 6 is sealed with a water sealing mechanism 14.
  • a hopper 15 having a double damper mechanism 15 a is disposed on the upper part of the cover body 5 a, and the object to be processed is thrown into the object to be processed container 7 by the screw conveyor mechanism 16.
  • the furnace ceiling 2, the furnace bottom part 3, the inner cylinder 5 and the outer cylinder 6 are composed of fire walls laminated with fire bricks and the like, and water cooling is performed around the outlets of the furnace ceiling 2 and the furnace bottom part 3 so as to cover the fire walls.
  • a jacket is arranged.
  • a water tank for receiving the molten slag in which the object to be processed is melted is disposed below the tap outlet 3a.
  • a flue extends in the horizontal direction, and along the flue, a secondary combustion device, a waste heat boiler, an air preheater, a temperature reducing tower, a bag filter, a smoke washing device, white
  • An exhaust gas treatment facility such as a smoke prevention device is arranged, and the purified exhaust gas is exhausted from the chimney.
  • animal and plant residues such as sewage sludge, livestock manure, food waste, and combustible waste such as pulverized municipal waste are melt-treated as treated objects.
  • the combustion burner 10 When the rotary surface melting furnace 1 is started up, the combustion burner 10 is ignited and the furnace chamber 4 is preheated to 1000 ° C. or higher, and then the outer cylinder 6 is rotated via the drive mechanism 13 to start melting the workpiece. To do. Thereafter, the combustion burner 10 is continuously burned, and the furnace chamber and the melting surface become about 1300 ° C. If the object to be treated is combustible waste, the combustion burner 10 is stopped, and then the object to be treated is self-combusted to bring the furnace chamber to 1300 ° C. and continue melting.
  • the object to be processed put into the furnace chamber 4 by the cutting blade 8 is melted at a temperature of about 1300 ° C. and flows out toward the tap outlet 3a.
  • the combustion gas is attracted toward the chimney by an induction blower provided on the downstream side of the flue, is subjected to temperature reduction and purification treatment by the above-described exhaust gas treatment facility, and is exhausted from the chimney.
  • the combustion air supplied from the air supply mechanism 11 into the furnace is preheated to about 200 ° C. by an air preheater using hot water or exhaust gas from the boiler.
  • FIG. 1 shows a state where the melting surface profile is melted in an appropriate state.
  • FIG. 2 shows a state in which the melt surface profile is retracted.
  • FIG. 3 shows a state in which the melt surface profile has advanced. In the figure, the hatched portion is the melting surface.
  • the melting surface profile When the melting surface profile is retracted from the outlet 3a, the consumption of the refractory provided at the furnace bottom 3 and the like is accelerated, and the life of the refractory in the furnace is shortened. Further, when the melt surface profile advances to the taphole 3a, it is disadvantageous that the workpiece is discharged to the tapout so as to fall down from the inclined surface having a large slope and formed toward the tapout 3a. Things happen.
  • the rotary surface melting furnace 1 is provided with a plurality of sensors Ts and Hs that measure different measurement points in order to estimate the profile of the molten surface of the workpiece. Based on the information obtained by measuring different measurement points with the plurality of sensors Ts and Hs, the profile of the molten surface is estimated.
  • This profile includes a workpiece supply control unit 40 that appropriately determines whether or not the molten surface is in an appropriate state, and adjusts the amount of workpiece to be charged into the furnace.
  • the plurality of sensors may be the same type of sensor, but it is preferable to combine different types of sensors.
  • the same type of sensor means a sensor having the same detection principle.
  • One of the sensors is composed of a non-contact sensor Hs that detects the surface height of the workpiece through the furnace ceiling 2 that covers the furnace chamber 4.
  • the melting surface height h is detected by the non-contact sensor Hs so as to face the workpiece from the furnace ceiling 2, and at least one point of the melting surface can be directly measured.
  • the melting surface height h is the height from the furnace bottom 3 to the surface of the workpiece.
  • the non-contact sensor Hs an electromagnetic wave type sensor that irradiates microwaves from a trumpet tubular antenna toward an object to be processed and measures the melt surface height h based on the reflection time is suitably used.
  • an optical sensor that irradiates a workpiece with laser light and measures the melt surface height h based on the reflection time. If at least the light for measurement is modulated, the infrared rays from the object to be processed can be removed by the filter, so that it is possible to measure even wavelengths in the infrared region.
  • the object to be treated is combustible waste
  • the melt surface height h is the reference melt surface profile. If the corresponding melt surface height is h2, it is determined to be appropriate, if h1 is lower than that, it is determined to be a reverse phase, and if it is high, it is determined to be a forward phase. Further, the degree of forward and reverse phases is grasped by the magnitude of the difference value between the melt surface height h at that time and the melt surface height h2 corresponding to the reference melt surface profile.
  • One of the sensors is composed of a temperature sensor Ts that detects the temperature of the supply portion of the workpiece to the furnace chamber 4 by the cutting blade 8.
  • Ts a temperature sensor
  • FIG. 2 when the melt surface of the workpiece is retreated, the temperature of the supply unit rises due to the influence of the furnace chamber temperature.
  • FIG. 3 when the melting surface of the workpiece advances, it becomes difficult to be affected by the furnace chamber temperature, and the temperature of the supply section decreases. Therefore, it is difficult for the melt surface of the workpiece to detect the forward phase, but the backward phase can be accurately detected by the temperature increase of the temperature sensor Ts.
  • a sheath-type thermocouple as a temperature sensor is provided at the lower edge of the inner cylinder 5 and at the end on the workpiece containing portion 7 side.
  • the molten surface has shifted to the backward phase or the forward phase, which is important measurement information for estimating the profile of the molten surface. Especially in the receding phase, it becomes an index related to damage of the refractory near the supply section, and is important measurement information.
  • the non-contact sensor Hs is provided at one peripheral portion of the circular ceiling 2 in a plan view, and the temperature sensors Ts are equally provided at eight locations in the circumferential direction.
  • the melted surface height h at the same location is measured by the non-contact sensor Hs.
  • the respective melting surface heights h can be grasped in a one-hour cycle.
  • the melt surface profile can be estimated based on the melt surface height h and the temperature detected by the temperature sensor Ts.
  • the temperature sensors Ts are provided at eight locations, but the profile can be estimated if one temperature sensor Ts is provided at least at one location. In other words, even if any of the temperature sensors Ts disposed at eight locations fails, the accuracy can be estimated but the profile can be estimated. Further, the non-contact sensor Hs and the temperature sensor Ts are optimally arranged for estimating the profile if they are arranged side by side in the radial direction from the supply unit to the outlet.
  • the workpiece supply control unit 40 estimates the profile of the molten surface of the workpiece based on the outputs of the plurality of sensors Hs and Ts. Based on the estimation result, control is performed so that the supply amount of the workpiece to be supplied to the furnace chamber by at least the cutting blade 8 becomes the target supply amount.
  • the supply amount of the workpiece is adjusted so as to increase toward the target supply amount determined so as to obtain an appropriate molten surface profile.
  • the supply amount of the object to be processed is adjusted so as to decrease toward the target supply amount determined so as to obtain an appropriate molten surface profile.
  • FIG. 6 shows table information for controlling the rotational speed of the outer cylinder 6 based on the outputs of the sensors Hs and Ts and adjusting the supply amount of the workpiece into the furnace.
  • the workpiece supply control unit 40 controls the drive mechanism 13 based on the table data and the outputs of the sensors Hs and Ts.
  • the melt surface profile is judged to be in a forward phase, and the supply amount of the workpiece is lowered. Further, when the melt surface level is lowered and the lower temperature of the inner cylinder 5 is increased, the melt surface profile is judged to be in the receding phase, and the supply amount of the workpiece is increased.
  • the target supply amount at this time is set in advance for each area of the table data as a reference supply amount.
  • the reference supply amount set in the table data is configured to be sequentially corrected based on data obtained in the forward or backward phase of the melt surface during operation.
  • the workpiece supply control unit 40 is configured to correct the target supply amount so that the cumulative supply amount of the workpiece for a predetermined period becomes the target cumulative supply amount.
  • the actual processing amount may be less than the target processing amount of the object to be processed based on the measurement information of the object supply amount obtained while the melt surface profile is maintained in an appropriate state by the above-described control. If the actual processing amount is larger than the target processing amount of the workpiece, the target supply amount is corrected to decrease.
  • the heating amount by the combustion burner 10 can be increased, or the processing amount can be increased by increasing the combustion air. If the actual processing amount is larger than the target processing amount of the workpiece, the heating amount by the combustion burner 10 can be reduced, or the processing amount can be reduced by reducing the combustion air.
  • the target supply amount is corrected so that the cumulative supply amount of the object to be processed in the predetermined period becomes the target cumulative supply amount, so that the target processing amount of the surface melting furnace in the predetermined period can be achieved. Become.
  • the profile of the molten surface can be estimated based on information obtained by measuring different measurement locations by the plurality of sensors Hs and Ts. Whether or not the molten surface is in an appropriate state can be properly determined from the profile of the molten surface.
  • the surface melting furnace operating method estimates the melting surface profile of the workpiece based on the outputs of the plurality of sensors Hs and Ts installed in the surface melting furnace 1. Based on the estimated profile, the supply amount of the object to be supplied to the furnace chamber 4 by at least the object supply mechanism 8 is controlled to correct the profile and control the target supply amount. Further, the target supply amount is corrected so that the cumulative supply amount of the object to be processed in the predetermined period is the target cumulative supply amount, that is, the processing amount in the predetermined period achieves the target.
  • a plurality of non-contact sensors Hs are configured, and at different positions along the path from the supply part to the furnace chamber 4 of the object to be processed by the object supply mechanism 8 to the outlet 3a. It is preferable that they are arranged. Since a plurality of points on the melting surface are directly measured along the path from the supply unit to the spout 3a, an accurate profile of the melting surface from the supply unit to the spout can be estimated, and the melting surface advances. You will be able to properly grasp whether you are moving or retreating.
  • FIG. 8 shows an example in which a plurality of non-contact sensors Hs are arranged at different positions along the circumferential direction of the furnace ceiling 2 and are arranged so that the radial positions of the respective non-contact sensors Hs are different. If comprised in this way, it can grasp
  • FIG. 9 shows an example in which a plurality of temperature sensors Ts are installed.
  • a first temperature sensor Tsa disposed on the workpiece storage section 7 side and a second temperature sensor Tsb disposed on the furnace chamber 4 side in the lower part of the inner cylinder 5 are provided.
  • the second temperature sensors Tsa and Tsb it is possible to compensate for the dead zone due to the first temperature sensor Tsa when the molten surface profile shifts to the forward side.
  • a plurality of sets are installed at a predetermined interval in the circumferential direction.
  • the profile of the molten surface can be determined although the accuracy is lowered even when the non-contact sensor is broken or not installed.
  • the combination of temperature sensor and non-contact sensor is a combination of different types of sensors, so there is a low possibility that a failure will occur at the same time even under the same conditions. This is a better combination that can estimate the profile.
  • FIG. 10 shows still another embodiment of the non-contact sensor Hs.
  • the measurement light emitted from the light source L is rotationally scanned by the first mirror M1, and is further reflected by the plurality of second reflection mirrors M2 disposed on the periphery of the furnace ceiling toward the melting surface.
  • the light source L With a light receiving element that detects reflected light, the distance from the light source to the melting surface can be measured. Since the distance with respect to the furnace bottom 3 is measured in advance, the melt surface height can be obtained from the difference between them.
  • the melt surface height at a plurality of locations with a single light source L and a light receiving element. Furthermore, if the third reflecting mirror M3 having different radial distances is configured to be able to move out and out of the optical path, it is possible to measure a plurality of melting surface heights in different regions along the radial direction.
  • FIG. 10 shows a configuration applied to an optical sensor, but a similar configuration can also be applied to a microwave distance sensor.
  • a plurality of waveguides that propagate electromagnetic waves are arranged radially around the center point, and a metal reflector corresponding to the first mirror is rotated at the center point to propagate through each waveguide, and further to the second mirror You may comprise so that electromagnetic waves may be irradiated to a fusion
  • a coaxial cable may be connected to a plurality of trumpet-shaped antennas, and the path of the coaxial cable may be switched by a switch.
  • the configuration in which the workpiece supply mechanism has the cutting blade 8 has been described.
  • the processing is performed by the rotation of the outer cylinder 6 even if the cutting blade 8 is not provided.
  • the object supply mechanism can be configured by the outer cylinder 6 and the drive mechanism 13 that rotates the outer cylinder 6.
  • the surface melting furnace is the rotary surface melting furnace 1
  • the surface melting furnace according to the present invention is not limited to the rotary surface melting furnace 1, but other types. Needless to say, the present invention can also be applied to other surface melting furnaces.
  • a surface in which a tap outlet 3 a is formed at the center of the furnace bottom 3, and a plurality of pushing-in mechanisms 30 for charging a workpiece are arranged around the furnace bottom 2. It is also possible to apply to the melting furnace 1. In the surface melting furnace, both the outer cylinder 6 configured integrally with the furnace bottom portion 3 and the inner cylinder 5 configured integrally with the furnace ceiling 2 are fixed, and an object to be processed is placed in the furnace chamber by the push-in mechanism 30. Supplied type.
  • a surface melting furnace 1 in which a tap outlet 3a is formed at the end of the furnace bottom 3, and a plurality of pushing-in mechanisms 30 for injecting workpieces are arranged on the opposite side. It is also possible to apply to.
  • the workpiece supply mechanism is the push-in mechanism 30.
  • the present invention may be a surface melting furnace provided with a plurality of sensors for measuring different measurement points in order to estimate the profile of the melting surface of the workpiece.

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Abstract

表面溶融炉は、炉底部３に出滓口３ａが形成された炉室４と、前記炉室４に向けて被処理物を供給する被処理物供給機構８とを備え、前記被処理物供給機構８により前記炉室４に供給された被処理物が表面から溶融して前記出滓口３ａに流下するように構成され、被処理物の溶融面のプロファイルを推定するために異なる計測箇所を計測する複数のセンサＨｓ，Ｔｓを備えることにより、広範囲に及ぶ溶融面のプロファイルを推定可能に構成されている。

Description

表面溶融炉及び表面溶融炉の運転方法
　本発明は、表面溶融炉及び表面溶融炉の運転方法に関する。
　表面溶融炉は、出滓口が形成された炉室と、炉室に向けて被処理物を供給する被処理物供給機構とを備え、被処理物供給機構により炉室に供給された被処理物が表面から溶融して出滓口に流下するように構成されている。
　表面溶融炉で溶融処理される被処理物が目標処理量となるように、被処理物供給機構による被処理物の供給量が調整される必要があり、そのために被処理物の供給量が事前に計量されるとともに溶融されたスラグ量が事後に計量され、数時間から半日程度の一定期間において、スラグ量の被処理物供給量に対する比率から供給不足か供給過剰の何れであるかが判断され、被処理物の供給量が目標処理量となるように供給量や溶融条件が調整されていた。
　しかし、溶融前に計量される被処理物の供給量と溶融後に計量されるスラグ量との間に数時間の時間遅れが生じるので、上述の判断には時間を要する。そのため、被処理物の溶融面プロファイルが出滓口から被処理物供給機構側に後退する供給不足状態と、被処理物の溶融面プロファイルが出滓口に前進して被処理物が厚く堆積する供給過剰状態の双方の判断が遅れ、適正な溶融面プロファイルが保てない状態が続く状況があった。
　溶融面プロファイルが出滓口から後退すると炉底部等に設けられた耐火物の消耗が加速され、炉の耐火物の寿命が短くなるという問題があり、溶融面プロファイルが出滓口に前進すると、厚く堆積し出滓口に向けて形成される大きな勾配の傾斜面から未溶融の被処理物が転げ落ちるように出滓口に排出されるという不都合な事態が発生する。
　そこで、現状は未溶融の被処理物が出滓口から排出されないように、供給過剰状態よりも供給不足状態で目標処理量の被処理物が溶融できるように、十分に余裕のある溶融炉に設計され、運転されていた。
　特許文献１には、被処理物の溶融面を適正位置に維持することで安定した溶融処理を可能にするために、溶融炉内の所定強度以上の発光スペクトルの短波長端より発光波長が短波長の光ビームを被処理物の溶融面に照射し、溶融面上の光ビームのビームスポットの位置を検出可能な光センサで当該位置を検出し、その位置検出結果に基づいて溶融面の位置の適否を判断する溶融面制御方法が開示されている。
　当該溶融面制御方法は、溶融面の位置が適正位置より前進していると判定した場合は、被処理物の溶融処理領域への単位時間当りの供給量を低減し、逆に、当該位置が後退していると判定した場合は、被処理物の溶融処理領域への単位時間当りの供給量を増加させるように構成されている。
特開平１１－３２５４３４号公報
　しかし、特許文献１に開示された表面溶融炉は、非常に高価な紫外線領域の発光波長のレーザを光源に用いるものであった。そのために、多数台設置することができず、広範囲に及ぶ溶融面のプロファイルを推定するのは困難であった。
　本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、広範囲に及ぶ溶融面のプロファイルを推定可能な表面溶融炉及び表面溶融炉の運転方法を提供する点にある。
　上述の目的を達成するため、本発明による表面溶融炉の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の請求項１に記載した通り、出滓口が形成された炉室と、前記炉室に向けて被処理物を供給する被処理物供給機構とを備え、前記被処理物供給機構により前記炉室に供給された被処理物が表面から溶融して前記出滓口に流下するように構成されている表面溶融炉であって、被処理物の溶融面のプロファイルを推定するために異なる計測箇所を計測する複数のセンサを備えている点にある。
　上述の構成によれば、複数のセンサで異なる計測箇所を計測することにより得られる情報に基づいて、適切に溶融面のプロファイルが推定できる。これにより溶融面が適正な状態であるか否かが適正に判断できるようになる。
　同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記センサの一つが、前記被処理物供給機構による被処理物の前記炉室への供給部の温度を検知する温度センサで構成されている点にある。
　被処理物の溶融面が後退すると炉室温度の影響を受けやすくなり供給部の温度が上昇する。被処理物の溶融面が前進すると炉室温度の影響を受け難くなり供給部の温度が低下する。従って、温度センサにより計測される供給部の温度情報に基づいて、溶融面が後退局面にあるのか前進局面にあるのかが判別でき、溶融面のプロファイルを推定する重要な計測情報となる。
　同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、前記複数のセンサは、前記被処理物供給機構による被処理物の前記炉室への供給部から前記出滓口に到る経路に沿って異なる位置に配置されている点にある。
　上述の構成によれば、供給部から出滓口に到る経路に沿って計測された溶融面が複数計測される。この計測情報に基づいて、供給部から出滓口に到る溶融面のプロファイルが推定でき、溶融面が前進しているのか後退しているのかを適切に把握できるようになる。
　同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記センサの一つが、被処理物の表面高さを検知する非接触センサで構成されている点にある。
　被処理物の上部からその表面高さが非接触センサによって検知され、少なくとも溶融面の一点が直接計測できるようになる。
　同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第一から第四の何れかの特徴構成に加えて、前記複数のセンサの出力に基づいて被処理物の溶融面のプロファイルを推定し、その推定したプロファイルに基づいて少なくとも前記被処理物供給機構により前記炉室に供給される被処理物の供給量を制御する被処理物供給制御部を備えている点にある。
　被処理物供給制御部によって、被処理物の溶融面のプロファイルが推定され、溶融面が後退局面にあるのか前進局面にあるのかが判定される。溶融面が後退局面にあると判定されると、適正な溶融面プロファイルになるように定めた目標供給量を目指して、被処理物の供給量が増加するように調整される。溶融面が前進局面にあると判定されると、適正な溶融面プロファイルになるように定めた目標供給量を目指して、被処理物の供給量が減少するように調整される。
　同第六の特徴構成は、同請求項６に記載した通り、上述の第一から第四の何れかの特徴構成に加えて、前記複数のセンサの出力に基づいて被処理物の溶融面のプロファイルを推定し、その推定結果に基づいて少なくとも前記被処理物供給機構により前記炉室に供給される被処理物の供給量が目標供給量になるように制御するとともに、所定期間の被処理物の累積供給量が目標累積供給量になるように前記目標供給量を補正する被処理物供給制御部を備えている点にある。
　上述した第五の特徴構成では、溶融面プロファイルが適正になるように被処理物の供給量が調整されるが、その結果が表面溶融炉の目標処理量を達成することの保障が得られない。しかし、第六の特徴構成の被処理物供給制御部によれば、所定期間の被処理物の累積供給量が目標累積供給量になるように目標供給量が補正されるので、表面溶融炉の目標処理量が達成できるようになる。
　同第七の特徴構成は、同請求項７に記載した通り、上述の第一から第六の何れかの特徴構成に加えて、炉天井の周囲に一体に形成された内筒と前記炉底部の周囲に一体に形成された外筒とが同心円状に配置され、前記内筒と外筒との間隙に前記被処理物収容部が構成され、前記被処理物供給機構が前記内筒と外筒との相対回転により被処理物を前記炉室に供給するように構成されている点にある。
　内筒と外筒との相対回転により被処理物が炉室に円環状に供給される回転式表面溶融炉に対して被処理物の溶融面のプロファイルを推定するために異なる計測箇所を計測する複数のセンサが設けられていると、溶融炉が一回転する間に少なくとも一つのセンサで周方向に沿った計測データが複数得られる。この複数の計測データにより三次元的な溶融面のプロファイルが推定でき、より正確に溶融面のプロファイルが推定できるようになる。
　本発明による表面溶融炉の運転方法の特徴構成は、同請求項８に記載した通り、出滓口が形成された炉室と、前記炉室に向けて被処理物を供給する被処理物供給機構とを備え、前記被処理物供給機構により前記炉室に供給された被処理物が表面から溶融して前記出滓口に流下するように構成されている表面溶融炉の運転方法であって、表面溶融炉に設置された複数のセンサの出力に基づいて被処理物の溶融面のプロファイルを推定し、その推定結果に基づいて少なくとも前記被処理物供給機構により前記炉室に供給される被処理物の供給量が目標供給量になるように制御するとともに、所定期間の被処理物の累積供給量が目標累積供給量になるように前記目標供給量を補正する点にある。
　所定期間の被処理物の累積供給量が目標累積供給量になるように目標供給量が補正されるので、溶融面のプロファイルが適正に調整されるとともに、表面溶融炉の目標処理量が達成できるようになる。
　以上説明した通り、本発明によれば、広範囲に及ぶ溶融面のプロファイルを推定可能な表面溶融炉及び表面溶融炉の運転方法を提供することができるようになった。
図１は本発明による回転式表面溶融炉の説明図である。 図２は溶融面が後退した状態を示す回転式表面溶融炉の説明図である。 図３は溶融面が前進した状態を示す回転式表面溶融炉の説明図である。 図４はセンサの配置を示す説明図である。 図５は溶融面高さを計測する複数のセンサの説明図である。 図６は複数のセンサに基づく制御テーブルの説明図である。 図７は別実施形態を示し、溶融面高さを計測する複数のセンサの説明図である。 図８は別実施形態を示し、溶融面高さを計測する複数のセンサの説明図である。 図９は別実施形態を示し、溶融面高さを計測する複数のセンサの説明図である。 図１０は別実施形態を示し、溶融面高さを計測する複数のセンサの説明図である。 図１１（ａ），（ｂ）は別実施形態を示す表面溶融炉の要部の説明図である。
　以下、本発明による表面溶融炉及び表面溶融炉の運転方法の実施形態を説明する。
　図１には、表面溶融炉の一例である回転式表面溶融炉１が示されている。当該表面溶融炉１は焼却灰や下水汚泥等の廃棄物を溶融処理するための炉である。表面溶融炉１は、炉天井２の略中央部に空気供給機構１１を備えた２本の燃焼バーナ１０が設置されるとともに炉底部３に出滓口３ａが形成された炉室４と、炉室４の周囲に設けられた被処理物収容部７と、被処理物収容部７から被処理物を炉室４に供給する被処理物供給機構８等を備えている。
　また、炉天井２の周囲に炉天井２と一体に形成された内筒５と炉底部３の周囲に炉底部３と一体に形成された外筒６とが同心円状に配置され、内筒５と外筒６との間に形成された空間が被処理物収容部７となるように構成されている。
　外筒６の下部に駆動機構１３との連結部が設けられ、駆動機構１３によって外筒６が回転することで内筒５と外筒６とが相対回転するように構成されている。被処理物供給機構の構成要素である切出し羽根８が内筒５の下部に、周方向に沿って複数設けられている。
　切出し羽根８は、外筒６の回転によって被処理物が内筒５の下部で接線方向に移動する被処理物を炉室４に案内する板状の傾斜羽根で構成されている。切出し羽根８と内筒５と外筒６との相対回転によって、被処理物収容部７に収容された被処理物が炉室４に円環状に供給され、炉室内で被処理物はすり鉢状となる。
内筒５上部から外筒６方向に延出したカバー体５ａの縁部と外筒６との境界部が水封機構１４で水封される。カバー体５ａの上部に二重ダンパ機構１５ａを備えたホッパー１５が配置され、スクリュウコンベア機構１６によって、被処理物が被処理物収容部７に投入される。炉天井２、炉底部３、内筒５及び外筒６は耐火レンガ等が積層された耐火壁で構成され、炉天井２及び炉底部３の出滓口周辺には耐火壁を覆うように水冷ジャケットが配置されている。
　出滓口３ａの下方には被処理物が溶融した溶融スラグを受け止める水槽が配置されている。出滓口３ａの直下には、横方向に煙道が延出形成され、煙道に沿って二次燃焼装置、排熱ボイラ、空気予熱器、減温塔、バグフィルタ、洗煙装置、白煙防止装置等の排ガス処理設備が配置され、浄化された排ガスが煙突から排気される。
　ごみ焼却炉の焼却残渣や焼却飛灰の他、下水汚泥、家畜糞尿、食品廃棄物等の動植物性残渣、粉砕処理された都市ごみ等の可燃性廃棄物が被処理物として溶融処理される。
　回転式表面溶融炉１の立上時には、燃焼バーナ１０を点火して炉室４を１０００℃以上に予熱した後に、駆動機構１３を介して外筒６を回転させ、被処理物の溶融を開始する。この後、燃焼バーナ１０は継続して燃焼され、炉室と溶融面は１３００℃程度となる。被処理物が可燃性廃棄物である場合には、燃焼バーナ１０を停止して、その後被処理物を自燃させて炉室を１３００℃として溶融を継続する。
　切出し羽根８により炉室４に投入された被処理物は、１３００℃程度の温度で溶融し、出滓口３ａに向けて流出する。燃焼ガスは煙道の下流側に備えた誘引送風機で煙突に向けて誘引され、上述した排ガス処理設備で減温、浄化処理されて煙突から排煙される。空気供給機構１１から炉内に供給される燃焼用空気はボイラの温水や排ガスによる空気予熱器によって約２００℃程度に予熱されている。
　図１には溶融面プロファイルが適正な状態で溶融処理されている状態が示されている。図２には溶融面プロファイルが後退した状態が示されている。図３には溶融面プロファイルが前進した状態が示されている。図中、ハッチング部分が溶融面である。
　溶融面プロファイルが出滓口３ａから後退すると炉底３部等に設けられた耐火物の消耗が加速され、炉の耐火物の寿命が短くなる。また、溶融面プロファイルが出滓口３ａに前進すると、厚く堆積し出滓口３ａに向けて形成される大きな勾配の傾斜面から被処理物が転げ落ちるように出滓口に排出されるという不都合な事態が発生する。
　そこで、回転式表面溶融炉１には、被処理物の溶融面のプロファイルを推定するために異なる計測箇所を計測する複数のセンサＴｓ，Ｈｓを備えている。複数のセンサＴｓ，Ｈｓで異なる計測箇所を計測することにより得られる情報に基づいて、溶融面のプロファイルを推定する。このプロファイルにより溶融面が適正な状態であるか否かが適正に判断し、被処理物の炉内への投入量を調整する被処理物供給制御部４０を備えている。尚、複数のセンサは同じ種類のセンサであってもよいが、異なる種類のセンサを組み合わせることが好ましい。同じ種類のセンサとは検出原理が同じであるセンサを意味する。
　センサの一つが、炉室４を覆う炉天井２を介して被処理物の表面高さを検知する非接触センサＨｓで構成されている。炉天井２から被処理物を臨みようにしてその溶融面高さｈが非接触センサＨｓによって検知され、少なくとも溶融面の一点が直接計測できるようになる。溶融面高さｈとは、炉底部３から被処理物の表面までの高さである。
　非接触センサＨｓとしてラッパ管状のアンテナからマイクロ波を被処理物に向けて照射し、その反射時間に基づいて溶融面高さｈを計測する電磁波方式のセンサが好適に用いられる。尚、非接触センサＨｓとして他にレーザ光を被処理物に向けて照射し、その反射時間に基づいて溶融面高さｈを計測する光センサを用いることも可能である。少なくとも測定用の光を変調しておけば、フィルタによって被処理物からの赤外線を除去することができるので、赤外域の波長でも計測可能になる。
　被処理物が可燃性廃棄物である場合には、切出し羽根８で炉内に切出された直後の溶融物の表面に測定波を照射することが好ましい。炉内の温度で被処理物の熱分解が促進され、被処理物の体積の変動が顕著となるため、その変化状態を監視しやすくなる。
　図５に示すように、例えば、予め出滓口３ａの縁部と内筒５の下端とを結ぶ仰角θのプロファイルを基準溶融面プロファイルと想定し、溶融面高さｈが基準溶融面プロファイルに相当する溶融面高さｈ２であれば適正、それよりも低いｈ１であれば後退局面、高いｈ３であれば前進局面と判断する。さらに、その時の溶融面高さｈと基準溶融面プロファイルに相当する溶融面高さｈ２との差分値の大小により、その前進と後進局面の程度が把握される。
　センサの一つが、切出し羽根８による被処理物の炉室４への供給部の温度を検知する温度センサＴｓで構成されている。図２に示すように、被処理物の溶融面が後退すると炉室温度の影響を受けやすくなり供給部の温度が上昇する。図３に示すように、被処理物の溶融面が前進すると炉室温度の影響を受け難くなり供給部の温度が低下する。従って、被処理物の溶融面が前進局面を検知するのは困難であるが、後退局面は温度センサＴｓの温度上昇により的確に検知することができる。温度センサとしてシースタイプの熱電対が内筒５の下縁であって、被処理物収容部７側の端部に設けられている。
　つまり、温度センサＴｓにより計測される供給部の温度情報に基づいて、溶融面が後退局面に移行したのか前進局面にあるのかが判別でき、溶融面のプロファイルを推定する重要な計測情報となる。特に後退局面においては、供給部近傍の耐火物の損傷に関わる指標ともなり、重要な計測情報となる。
　図４に示すように、非接触センサＨｓは、平面視円形の炉天井２の周縁部１箇所に設けられ、温度センサＴｓは周方向に均等に８箇所に設けられている。外筒６が１回転する度に非接触センサＨｓによって同一箇所の溶融面高さｈが計測される。例えば、外筒６と炉底部３が１時間に１回転すると、１時間周期で各溶融面高さｈが把握できる。その溶融面高さｈと温度センサＴｓの検知温度に基づいて溶融面プロファイルが推定できる。
　図４では、温度センサＴｓが８箇所に設けられているが、最低１箇所に１つの温度センサＴｓを設ければ、プロファイルを推定できる。つまり、８箇所に配置された温度センサＴｓの何れかが故障しても、精度は落ちるがプロファイルの推定は可能になる。また、非接触センサＨｓと温度センサＴｓは供給部から出滓口に到る半径方向に並んで配置されるのがプロファイルの推定には最適である。
　被処理物供給制御部４０は、複数のセンサＨｓ，Ｔｓの出力に基づいて被処理物の溶融面のプロファイルを推定する。その推定結果に基づいて少なくとも切出し羽根８により炉室に供給される被処理物の供給量が目標供給量になるように制御する。
　例えば、溶融面が後退局面にあると判定されると、適正な溶融面プロファイルになるように定めた目標供給量を目指して被処理物の供給量が増加するように調整する。溶融面が前進局面にあると判定されると、適正な溶融面プロファイルになるように定めた目標供給量を目指して被処理物の供給量が減少するように調整する。
　図６には、センサＨｓ，Ｔｓの出力に基づいて、外筒６の回転数を制御し、被処理物の炉内への供給量を調整するためのテーブル情報が示されている。被処理物供給制御部４０は、当該テーブルデータとセンサＨｓ，Ｔｓの出力に基づいて、駆動機構１３を制御する。
　例えば、溶融面レベルが上昇し、内筒５下部温度が低下すると溶融面プロファイルが前進局面であると判断して被処理物の供給量を低下する。また、溶融面レベルが低下し、内筒５下部温度が上昇すると溶融面プロファイルが後退局面であると判断して被処理物の供給量を増加する。この時の目標供給量は、予め基準供給量としてテーブルデータの区域毎に設定されている。尚、テーブルデータに設定された基準供給量は、運転中の溶融面の前進または後退局面で得られたデータに基づいて逐次修正されるように構成されていることが好ましい。
　さらに、被処理物供給制御部４０は、所定期間の被処理物の累積供給量が目標累積供給量になるように目標供給量を補正するように構成されている。例えば、上述の制御によって溶融面プロファイルが適正な状態に維持されている間に得られた被処理物供給量の計測情報に基づいて、被処理物の目標処理量よりも実際の処理量が少なければ目標供給量を増加補正し、被処理物の目標処理量よりも実際の処理量が多ければ目標供給量を減少補正する。
　尚、被処理物の目標処理量よりも実際の処理量が少なければ、燃焼バーナ１０による加熱量を上昇し、或いは燃焼用空気を増加して処理量を増加することも可能である。被処理物の目標処理量よりも実際の処理量が多ければ、燃焼バーナ１０による加熱量を減少し、或いは燃焼用空気を減少して処理量を減少することも可能である。
　このように制御すれば、所定期間の被処理物の累積供給量が目標累積供給量になるように目標供給量が補正されるので、所定期間の表面溶融炉の目標処理量が達成できるようになる。
　つまり、複数のセンサＨｓ，Ｔｓにより、異なる計測箇所を計測することにより得られる情報に基づいて、溶融面のプロファイルが推定できる。この溶融面のプロファイルにより溶融面が適正な状態であるか否かが適正に判断できるようになる。
　即ち、本発明による表面溶融炉の運転方法は、表面溶融炉１に設置された複数のセンサＨｓ，Ｔｓの出力に基づいて被処理物の溶融面のプロファイルを推定する。その推定されたプロファイルに基づいて少なくとも被処理物供給機構８により炉室４に供給される被処理物の供給量を制御して、プロファイルを修正するとともに、目標供給量になるように制御する。さらに、所定期間の被処理物の累積供給量が目標累積供給量、つまり所定期間の処理量が目標を達成するように目標供給量を補正するように構成されている。
　図７に示すように、非接触センサＨｓが複数で構成され、被処理物供給機構８による被処理物の炉室４への供給部から出滓口３ａに到る経路に沿って異なる位置に配置されていることが好ましい。供給部から出滓口３ａに到る経路に沿って溶融面の複数点が直接計測されるので、供給部から出滓口に到る溶融面の正確なプロファイルが推定でき、溶融面が前進しているのか後退しているのかを適切に把握できるようになる。
　図８には、複数の非接触センサＨｓが炉天井２の周方向に沿って異なる位置に配置され、各非接触センサＨｓの径方向位置が異なるように設置された例が示されている。このように構成すれば、ある時点で径方向外側で計測された溶融面高さが、その後出滓口３ａに向けてどの程度変化するのかが、溶融面が１回転するまでの途中で把握できるようになる。
　図９には、温度センサＴｓが複数設置された例が示されている。内筒５下部のうち、被処理物収容部７側に配置された第１の温度センサＴｓａと、炉室４側に配置された第２の温度センサＴｓｂを備えている。第２の温度センサＴｓａ，Ｔｓｂを備えることにより、溶融面プロファイルが前進側に移行した場合の第１の温度センサＴｓａによる不感域を補うことができる。この場合も図４と同様、周方向に複数組が所定間隔で設置されている。
　さらに、炉底部３を構成する耐火物内に第３の温度センサＴｓｃ及び第４の温度センサＴｓｄを設置して、出滓口３ａから径方向に沿った領域の温度分布を計測することにより、溶融面の状態を把握するように構成してもよい。この時の温度センサも径方向に複数設置するとともに、周方向に複数組を所定間隔で設置すればよい。
　温度センサを径方向に複数設置することで、非接触センサが故障した場合や設置されていない場合でも、精度は下がるが溶融面のプロファイルを判断することができる。尚、温度センサと非接触センサの組合せは、異なる種類のセンサの組合せとなるため、同じ条件でも同時に故障が発生する可能性が低く、少なくとも一方のセンサが適正に機能することで、最低限のプロファイルを推定可能なより良い組合せとなる。
　図１０は、さらに別の態様の非接触センサＨｓが示されている。光源Ｌから出射された測定光が第１ミラーＭ１で回転走査され、さらに炉天井周縁部に配置された複数の第２反射ミラーＭ２で溶融面に向けて反射されるように構成されている。光源Ｌに反射光を検知する受光素子を備えておくことにより、光源から溶融面までの距離が計測できる。炉底部３に対する距離が予め計測されているので、それらの差分によって溶融面高さが求まる。
　上述の構成によれば、単一の光源Ｌと受光素子で複数個所の溶融面高さが計測できるようになる。さらに、径方向距離を異ならせた第３反射ミラーＭ３を光路から出退可能に構成すれば、径方向に沿って異なる領域の溶融面高さを複数点計測することも可能になる。
　図１０は光センサに適用した構成が示されているが、同様の構成をマイクロ波による距離センサに適用することも可能である。電磁波を伝播する導波管を中心点にある周りに放射状に複数本配置し、中心点で第１ミラーに相当する金属反射板を回転させて各導波管内を伝播させ、さらに第２ミラーに相当する金属反射板によって溶融面に電磁波を照射するように構成してもよい。尚、導波管に代えて、ラッパ管状の複数のアンテナに同軸ケーブルを接続し、同軸ケーブルによる経路をスイッチで切り替えるように構成してもよい。
　上述した実施形態では、被処理物供給機構に切出し羽根８を持つ構成を説明したが、被処理物に流動性がある場合には切出し羽根８がなくても、外筒６の回転により被処理物を供給することが可能であり、外筒６及び外筒６を回転させる駆動機構１３等で被処理物供給機構が構成できる。
　上述した実施形態では、表面溶融炉が回転式表面溶融炉１である場合を例に説明したが、本発明による表面溶融炉は、回転式表面溶融炉１に限定するものではなく、他のタイプの表面溶融炉にも適用できることは言うまでもない。
　例えば、図１１（ａ）に示すように、炉底部３の中央部に出滓口３ａが形成され、被処理物を投入する複数の押込み投入機構３０を炉底部２の周囲に配置された表面溶融炉１に適用することも可能である。当該表面溶融炉は、炉底部３と一体に構成された外筒６と、炉天井２と一体に構成された内筒５の双方が固定され、押込み投入機構３０によって炉室内に被処理物が供給されるタイプである。
　また、図１１（ｂ）に示すように、炉底部３の端部に出滓口３ａが形成され、対向側に被処理物を投入する複数の押込み投入機構３０が配置された表面溶融炉１に適用することも可能である。何れの例も被処理物供給機構が押込み投入機構３０となる。
　つまり、本発明は、被処理物の溶融面のプロファイルを推定するために異なる計測箇所を計測する複数のセンサを備えている表面溶融炉であればよい。
　上述した各実施形態は、本発明の一例に過ぎず、各部の具体的構成は、本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計することが可能である。
１: 表面溶融炉
２：炉天井
３：炉底部
３ａ：出滓口
４：炉室
５：内筒
６：外筒
８：被処理物供給機構
４０：被処理物供給制御部
Ｈｓ：非接触センサ
Ｔｓ：温度センサ

Claims (8)

  1. 　出滓口が形成された炉室と、前記炉室に向けて被処理物を供給する被処理物供給機構とを備え、前記被処理物供給機構により前記炉室に供給された被処理物が表面から溶融して前記出滓口に流下するように構成されている表面溶融炉であって、
    　被処理物の溶融面のプロファイルを推定するために異なる計測箇所を計測する複数のセンサを備えている表面溶融炉。
  2. 　前記センサの一つが、前記被処理物供給機構による被処理物の前記炉室への供給部の温度を検知する温度センサで構成されている請求項１記載の表面溶融炉。
  3. 　前記複数のセンサは、前記被処理物供給機構による被処理物の前記炉室への供給部から前記出滓口に到る経路に沿って異なる位置に配置されている請求項１または２記載の表面溶融炉。
  4. 　前記センサの一つが、被処理物の表面高さを検知する非接触センサで構成されている請求項１から３の何れかに記載の表面溶融炉。
  5. 　前記複数のセンサの出力に基づいて被処理物の溶融面のプロファイルを推定し、その推定したプロファイルに基づいて少なくとも前記被処理物供給機構により前記炉室に供給される被処理物の供給量を制御する被処理物供給制御部を備えている請求項１から４の何れかに記載の表面溶融炉。
  6. 　前記複数のセンサの出力に基づいて被処理物の溶融面のプロファイルを推定し、その推定結果に基づいて少なくとも前記被処理物供給機構により前記炉室に供給される被処理物の供給量が目標供給量になるように制御するとともに、所定期間の被処理物の累積供給量が目標累積供給量になるように前記目標供給量を補正する被処理物供給制御部を備えている請求項１から４の何れかに記載の表面溶融炉。
  7. 　炉天井の周囲に一体に形成された内筒と前記炉底部の周囲に一体に形成された外筒とが同心円状に配置され、前記内筒と外筒との間隙に前記被処理物収容部が構成され、前記被処理物供給機構が前記内筒と外筒との相対回転により被処理物を前記炉室に供給するように構成されている請求項１から６の何れかに記載の表面溶融炉。
  8. 　出滓口が形成された炉室と、前記炉室に向けて被処理物を供給する被処理物供給機構とを備え、前記被処理物供給機構により前記炉室に供給された被処理物が表面から溶融して前記出滓口に流下するように構成されている表面溶融炉の運転方法であって、
    　表面溶融炉に設置された複数のセンサの出力に基づいて被処理物の溶融面のプロファイルを推定し、その推定結果に基づいて少なくとも前記被処理物供給機構により前記炉室に供給される被処理物の供給量が目標供給量になるように制御するとともに、所定期間の被処理物の累積供給量が目標累積供給量になるように前記目標供給量を補正する表面溶融炉の運転方法。
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