JPH09243470A

JPH09243470A - 溶湯容器の溶湯レベル測定方法及び装置

Info

Publication number: JPH09243470A
Application number: JP8056354A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Maekawa; 俊哉前川; Koichi Tezuka; 浩一手塚; Akio Nagamune; 章生長棟; Tetsuo Akashi; 哲夫明石; Chuichi Miyagawa; 忠一宮川
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1996-03-13
Filing date: 1996-03-13
Publication date: 1997-09-19

Abstract

(57)【要約】【課題】耐火物で内張りされた溶湯容器の耐火物中に
光ファイバを敷設することにより、溶湯容器内の溶湯レ
ベルの位置を精度よく測定することのできる溶湯容器の
溶湯レベル測定方法及び装置を得ること。【解決手段】耐火物５ａ〜５ｃで内張りされた溶湯容
器１の耐火物５ａ〜５ｃ中に、溶湯レベルが変化する方
向に少なくともその変化範囲に亘って光ファイバを敷設
し、疑似ランダム信号で変調された光信号を用いた光フ
ァイバ温度分布計２２により光ファイバの温度分布を測
定し、この温度分布パターンに基いて溶湯レベルの位置
を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐火物で内張りさ
れた溶湯容器の溶湯レベル測定方法及び装置に係り、例
えば、ごみ焼却灰や下水汚泥などの廃棄物の焼却灰を溶
融する焼却灰溶融炉内の溶融スラグ面の位置を計測する
溶湯レベルの測定方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、都市ごみの焼却灰や下水汚泥の
焼却灰などの廃棄物には、各種の無機物や有機物が含ま
れているため、これをそのまま地中に埋設すると重大な
二次公害を引き起こす。そこで、近年、かかる廃棄物を
無害化処理するため、焼却灰溶融炉が利用されている。

【０００３】この焼却灰溶融炉は、内部に装填された電
極間に通電して投入された廃棄物を抵抗加熱し、廃棄物
の大部分をガラス状溶融物である溶融スラグにすると共
に、残物を金属である溶融メタルにして両者を分離し、
外部に排出するようにしたものである。そして、溶融炉
を効率的に稼動するためには、所定量の廃棄物を溶融炉
に逐次投入し、多量の溶融スラグを連続的に取出す一
方、少量の溶融メタルを間欠的に取出すことが望まし
い。この場合の条件としては、溶融スラグのスラグ面と
スラグ抜き口との高低差が常に一定になるように、炉内
におけるスラグ面が常に所定の範囲に保たれ、また、廃
棄物を効率的に溶融するためには、電極の先端部がスラ
グ面から一定の深さに位置していることが必要である。

【０００４】ところで、この溶融炉は上部が密閉されて
いるため、炉内におけるスラグ面の位置を知ることがで
きない。また、廃棄物に含まれる有機物と無機物との割
合もわからないため、溶融炉内に所定量の廃棄物を投入
しても溶融スラグ面の位置は変動し、溶融スラグ面の位
置が低すぎるときはスラグ抜き口が詰ったり、取出され
る溶融スラグに溶融メタルが混入してそのスラグが再利
用できなくなったりする。一方、溶融スラグ面の位置が
高すぎるときは、溶融炉から溶融スラグが溢れてしまう
おそれがある。

【０００５】また、溶融メタル面の位置も変動するた
め、溶融メタルを何時取出してよいかも判断できなかっ
た。さらに、電極の先端部が溶融スラグ面から一定の深
さに位置しているかどうかも知ることができず、電極の
先端部が溶融スラグ面から一定の深さに位置していない
ときは、廃棄物を効率的に溶融することができない。そ
こで、このような事態を避けるために、溶融炉内におけ
る溶融スラグ面の位置を知ることが要請されていた。

【０００６】従来、上部が密閉されている焼却灰溶融炉
において、炉内における溶融スラグ面の位置を知るため
の溶融炉の湯面深さ測定方法又は装置には、次のような
ものがあった。

【０００７】湯面深さ測定方法：炉蓋より炉内に挿入し
た保護管付き熱電対によって炉内の溶融スラグの温度を
検知し、この温度に基いて溶融スラグ面の位置を知るよ
うにしたもので、溶融スラグ面の温度を直接測定する方
法である（従来技術１）。

【０００８】湯面深さ測定装置：特開平６−１９４２０
８号公報に記載されているもので、この装置は、炉頂か
ら炉底に設けられた端子板に向けて金属製のワイヤを所
定の送り量で送給するワイヤ送り出し装置と、ワイヤ送
り出し装置によって送り出されたワイヤの送り量を計測
するエンコーダと、ワイヤと端子板とに電圧を供給する
電源装置と、ワイヤと端子板との間の電圧又はワイヤに
流れる電流を測定する手段と、エンコーダが計測したワ
イヤ送り量と電圧変化又は電流変化とに基いて炉頂から
溶融スラグ面及び溶融メタル面の位置を演算する演算手
段とを備えたものである（従来技術２）。

【０００９】この先行技術２は、ワイヤ送り出し装置に
よって金属製のワイヤを、溶融炉の炉頂から炉底にかけ
て設けられた端子板に向けて所定の送り量で送給し、エ
ンコーダで送り出されたワイヤの送り量を計測すると共
に、ワイヤ送給中に電源装置によりワイヤと端子板との
間に所定の電圧を印加し、ワイヤ送給中におけるワイヤ
と端子板との間の電圧変化を電圧計で計測し、又はワイ
ヤに流れる電流変化を電流計で計測し、演算手段により
エンコーダが計測したワイヤの送り量と、電圧変化又は
電流変化に基いて炉頂からの溶融スラグ面及びメタル面
の位置を演算し、その演算結果に基いて溶融炉内の溶融
スラグ面及びメタル面の位置を検知するようにしたもの
である。

【００１０】また、特開平４−３５１２５４号公報に
は、連続鋳造におけるモールドレベル測定装置が記載さ
れている。この装置は、モールド壁面若しくは表面に光
ファイバを埋設若しくは密着させ、この光ファイバの一
端に光ファイバ温度分布計（パルス状レーザ投光器と反
射強度解析器とを連接し、投射レーザ光の各位置よりの
散乱光強度と経過時間とにより、各散乱位置をその位置
での温度として換算し、ほぼ連続した光ファイバ長さ方
向の温度情報としてＣＲＴなどに出力する装置）を接続
して、温度変曲点を溶鋼レベルと判定するようにしたも
のである（従来技術３）。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来技術１の方法は、
非常に高温（１５００℃程度）の溶融スラグの温度を繰
返し測定するために、保護管及び熱電対の寿命が短く消
耗品扱いとなり、かなりの頻度で交換しなければならな
いため、交換作業が面倒であるばかりでなく、ランニン
グコトスが増嵩する。

【００１２】従来技術２の装置は、金属製のワイヤを炉
底に対して鉛直方向に正確に送り出すことがきわめて困
難で、曲りが生じ易い。また、溶融炉の上部は密閉され
ているため、炉内のワイヤの状態を確認することができ
ず、そのため測定誤差が大きくなるおそれがある。それ
に加えて、測定用のワイヤは１度しか使用できないた
め、測定のたびにワイヤを切断して新しいワイヤを送り
込む作業が必要となる。さらに、溶融炉上でワイヤドラ
ムの交換等、危険な作業も行わなければならない。

【００１３】また、従来技術３においては、モールドは
通常数十ｍｍ厚さの銅板製であり、冷媒によって冷却し
て溶鋼から抜熱することにより固化して外殻を形成して
低温に保たれており、また、光ファイバ自身の耐熱性の
問題から最大２５０℃程度の温度の測定を対象としてい
る。このため、焼却灰溶融炉の如き合計数１００ｍｍ厚
さの３〜４層からなる耐火物中に埋込んで適用しようと
しても温度差が極小となり、光ファイバの位置分解能も
悪いため、溶湯容器内の溶湯レベルを測定するとその精
度が低く、実際上溶湯レベルを測定することができな
い。

【００１４】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたもので、耐火物で内張りされた溶湯容器の耐火物
中に光ファイバを敷設することにより、溶湯容器内の溶
湯レベルの位置を精度よく測定することのできる溶湯容
器内の溶湯レベル測定方法及び装置を得ることを目的と
したものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

（１）本発明に係る溶湯容器の溶湯レベル測定方法は、
耐火物で内張りされた溶湯容器内に、溶湯レベルが変化
する方向に少なくともその変化範囲に亘って光ファイバ
を敷設し、疑似ランダム信号で変調された光信号を用い
た光ファイバ温度分布計で光ファイバの温度分布を測定
し、この温度分布パターンに基いて溶湯レベルの位置を
求めるようにしたものである。

【００１６】（２）また、上記（１）の溶湯容器の溶湯
レベル測定方法において、内張り耐火物中に敷設された
光ファイバの両端部を光ファイバチャンネルセレクタに
接続して光ファイバ温度分布計により光ファイバの温度
分布を両方向から測定し、溶湯レベルの位置計測誤差を
補正するようにした。（３）上記（１），（２）の疑似ランダム信号にＭ系列
信号を用いた。

【００１７】（４）また、本発明に係る溶湯容器の溶湯
レベル測定装置は、耐火物で内張りされた溶湯容器の耐
火物中に溶湯レベルが変化する方向に設置した複数の導
管と、これら導管中にそれぞれ敷設した光ファイバと、
この光ファイバが接続された光ファイバチャンネルセレ
クタと、光ファイバチャンネルセレクタからの光信号を
処理する光ファイバ温度分布計を備えたものである。

【００１８】（５）上記（４）の導管を、ステンレス管
にアルミナチューブを被覆して構成した。（６）上記（４）又は（５）において、光ファイバをＮ
ｉ合金からなる金属管に挿通してなる光ファイバ管を導
管中に敷設すると共に、光ファイバ管に不活性ガスを送
給する不活性ガス供給装置を設けた。

【００１９】

【発明の実施の形態】

実施形態１．図１は本発明の第１の実施形態を実施した
焼却灰溶融炉の模式的説明図である。図において、１は
焼却灰溶融炉で、２はその炉本体、３は炉本体２の上部
開口部を閉塞する蓋体、４は蓋体３に設けた廃棄物投入
口である。炉本体２の内壁は、上下に積層され、かつ図
２に示すように、半径方向に複数列に配設された内張り
耐火物５ａ，５ｂ，５ｃで内張りされており、底部は底
部耐火物６で構成されている。７は炉本体２の炉壁に設
けたスラグ抜き穴、８は炉壁の炉底近傍に設けたメタル
抜き穴である。

【００２０】９は蓋体３を貫通して炉本体２内に上下動
自在、かつ下端部が炉底近傍に達するように設置された
複数本（図には２本だけ示してある）の電極で、電源装
置２３から交流電圧が印加される。

【００２１】１０は蓋体３、炉本体２の内張り耐火物５
ａ〜５ｃの、損耗時においても１０００℃を超えず、か
つ、溶融スラグに近い位置の境界部（例えば、内張り耐
火物５ａと５ｂの間、又は５ｂと５ｃの間）、及び炉底
耐火物６を貫通して溶融スラグレベルの変化する方向、
したがって垂直方向に設置された導管である。この導管
１０は図には２本だけ示してあるが、円周方向に複数本
設置されている。そして、導管１０は、図３にその断面
を示すように、ステンレス管１１と、その外周に被覆さ
れ、高温時に耐火物中に含まれるカーボンのステンレス
管１１への浸炭を防止するアルミナチューブ１２とから
なっている。

【００２２】１３はＮｉ合金からなる金属管（ハステロ
イ管）１４内に、ポリイミド樹脂で被覆された光ファイ
バ１５が挿通された光ファイバ管（Fiber In Metallic
Tube）で、導管１０内にそれぞれ挿通して敷設され、一
端は後述の不活性ガス供給装置を介して光ファイバチャ
ンネルセレクタに接続されており、他端は導管１０の下
端部に固定されている。なお、この光ファイバ管１３の
下部は、炉内におけるスラグレベルの変化範囲に位置さ
せてもよい。

【００２３】２０は光ファイバ管１３内にＮ₂の如き不
活性ガスを送給するための不活性ガス供給装置で、圧力
調整器、流量計、ダストフィルタ、水分除去フィルタ、
弁などを備えている。２１は複数本の光ファイバ１５を
切換えて、特定の光ファイバに後述の光ファイバ温度分
布計からの光信号を送信し、また、特定の光ファイバ１
５からの後方散乱光を光ファイバ温度分布計に送る光フ
ァイバチャンネルセレクタである。

【００２４】２２は光ファイバ温度分布計で、疑似ラン
ダム信号（例えば、Ｍ系列信号）で変調された光信号を
各光ファイバ１５に投光する投光器、各光ファイバ１５
の変極点からの後方散乱光を受光する受光器、受光器で
受光した後方散乱光を電気信号に変換する光／電変換
器、この電気信号を処理して光ファイバ１５の温度分布
を測定する信号処理器（ＣＲＴなどを含む）を備えてい
る。なお、これら各構成要素の一部を別に設けてもよ
い。

【００２５】上記のように構成した本実施形態におい
て、光ファイバ１５を敷設するには、先ず、蓋体３、内
張り耐火物５ａ〜５ｃの半径方向に隣接する耐火物５ａ
と５ｂ又は５ｂと５ｃの境界部、及び炉底耐火物６を貫
通し、かつ、両端部を蓋体３の上面及び炉底耐火物５の
下面から突出させて、垂直方向に導管１０を設置する。
そして、この導管１０中に、光ファイバ１５が挿通され
た光ファイバ管１３をそれぞれ挿入して敷設し、その先
端部を導管１０の端部に固定し、他端を不活性ガス供給
装置２０を介して光ファイバチャンネルセレクタ２１に
それぞれ接続する。なお、光ファイバチャンネルセレク
タ２１の出力側は、１本の光ファイバ管１３によって光
ファイバ温度分布計２２に接続される。

【００２６】次に、上記のように構成した本実施形態の
操業の一例について説明する。先ず、蓋体３に設けた廃
棄物投入口４から炉内に廃棄物を投入し、電源装置２３
から電極９に交流電圧を印加する。これにより、電極９
に生じた抵抗加熱によって廃棄物が溶融し、溶融スラグ
と溶融メタルになり、上から焼却灰層Ｐ、溶融スラグ層
Ｓ及び溶融メタル層Ｍが形成される。なお、焼却灰層Ｐ
は、溶融スラグ層Ｓ及び溶融メタル層Ｍと比べてその厚
さは薄いが、炉内の上部空間に対して断熱的役割を果た
している。

【００２７】このとき、炉内の温度は、焼却灰層Ｐの上
面では６００℃程度と低く、焼却灰層Ｐを境界としてそ
の下部の溶融スラグ層Ｓ及び溶融メタル層Ｍは、１５０
０℃以上の高温となっている。この影響を受けて、光フ
ァイバ１５の位置においても同様の温度分布を生じる
が、この温度分布は、スラグレベルＳ_Lの変動に伴って
変化する。

【００２８】一方、光ファイバチャンネルセクタ２１で
切換えられた光ファイバ１５には、疑似ランダム信号で
変調された光信号が投光され、また、各光ファイバ管１
３内には、不活性ガス供給装置２０からＮ₂の如き不活
性ガスが送給され、その先端部から放出されている。そ
して、炉内温度の変化に応じて生じた光ファイバ１５の
変極点からの後方散乱光は、光ファイバチャンネルセレ
クタ２１で切換えられて光ファイバ温度分布計２２に送
られ、電気信号に変換されて処理される。

【００２９】上記のような焼却灰溶融炉において、光フ
ァイバ１５によって計測した廃棄物の溶融中の炉内温度
分布の例を図４に示す。なお、図４（Ａ）はスラグ抜き
前の炉内の温度分布図であり、図４（Ｂ）はスラグ抜き
後の炉内温度分布図である。また、図４において、縦軸
は炉内温度を、横軸は光ファイバ１５の炉上部から炉下
部までの長さを示す。

【００３０】図４（Ａ）において、Ｈ₂からＨ₃までは
蓋体３の下面から焼却灰層Ｐの溶融レベルまでの温度上
昇部であるが、この間の温度上昇の距離のほとんどは光
ファイバ温度分布計２２の応答距離によるものである。
つまり、この温度分布において、Ｈ₃からＨ₄の間で温
度上昇が一服しているが、実際のこの温度分布の幅は、
応答距離分だけ広いと考えられる。

【００３１】実際の温度分布は、溶融スラグ層Ｓのスラ
グレベルＳ_Lの位置を中心に、その上部から下部にかけ
て温度が上昇していると考えられるため、Ｈ₄とＨ₅の
ほぼ中間（矢印ａで示す）にスラグレベルＳ_Lがあると
考えられる。Ｈ₅からＨ₆までは溶融スラグ層Ｓと溶融
メタル層Ｍであり、温度安定部となる。Ｈ₆は炉底耐火
物６の上面位置であり、それ以降は炉底耐火物６内に入
るため、温度は下降し始める。

【００３２】図４（Ｂ）はスラグ抜きが行われてスラグ
レベルＳ_Lが下降した状態の温度分布を示すもので、ス
ラグ抜きに伴ってＨ₄位置が図の右側、したがって炉底
側に移動し、スラグレベルＳ_Lの位置（矢印ａ₁）がｈ
だけ下方に移動していることがわかる。そしてさらに、
Ｈ₅からＨ₆までの距離が短くなり、溶融スラグ層Ｓの
深さが浅くなっていることがわかる。しかし、Ｈ₃から
Ｈ₄までの温度分布は図４（Ａ）の場合と異なり、スラ
グレベルＳ_Lが下降したのちも、下降したスラグレベル
Ｓ_Lの上部は温度が高いため、Ｈ₃からＨ₄にかけて温
度が上昇している。

【００３３】（実施例）図１、図２の焼却灰溶融炉１の
内張り耐火物の５ａと５ｂとの境界部に、上下方向に垂
直に導管１０を設置し、その中に光ファイバ管１３を敷
設して炉内の温度分布を連続的に計測した、なお、光フ
ァイバ温度分布計、光ファイバ管及び導管の仕様は、次
の通りであった。（１）光ファイバ温度分布計温度精度 ±５％計測温度０〜１０００℃ 応答距離４００ｍｍ距離分解能２０ｍｍ応答時間２００秒（２００回平均）計測距離２４０ｍ投光方式Ｍ系列疑似ランダム信号で変調（２）光ファイバ管及び導管光ファイバ材料石英ガラス光ファイバをポリイミドで被覆コア／クラッド径２００／２５０μｍマルチモード金属管材料Ｎｉ合金（ハステロイ）内／外径１．８／２．２ｍｍ導管材料ステンレス内／外径８／１０ｍｍ保護チューブ材料アルミナ製不活性ガスＮ₂ガス

【００３４】上記により、スラグ抜き開始前の炉内温度
分布と、スラグ抜き終了後の炉内温度分布を測定したと
ころ図５に示すような温度分布パターンが得られた。な
お、図５（Ａ）はスラグ抜き前の炉内の温度分布を、図
５（Ｂ）はスラグ抜き後の炉内温度分布を示す。図から
明らかなように、スラグ抜き終了後は、スラグレベルが
ａ点からａ₁点までｈだけ下降したことがわかる。

【００３５】実施形態２．図６は本発明の第２の実施形
態の模式的説明図である。なお、第１の実施形態と同じ
部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。本実
施形態においては、内張り耐火物５ａ〜５ｃの境界部に
設けた各導管１０内に敷設された光ファイバ１５の両端
部を、それぞれ不活性ガス供給装置２０を介して光ファ
イバチャンネルセレクタ２１に接続したものである。そ
して、このように構成したことにより、光ファイバチャ
ンネルセレクタ２１を切換えることによって、光ファイ
バ１５の両端部から交互に光信号を投光し、かつ、光フ
ァイバ１５の両端部からの後方散乱光を測定することに
より、より正確に炉内の温度分布を測定しうるようにし
たものである。

【００３６】図７に光ファイバ１５の両端部から交互に
投光して炉内温度を計測した場合の、図４におけるＨ₄
からＨ₅の領域の温度分布を示す。図７において、１点
鎖線Ａは炉上部側から炉底方向に投光して炉内の温度分
布を計測した結果であり、１点鎖線Ｂはその逆方向から
投光して炉内の温度分布を計測した結果である。また、
実線Ｃは予想される実際の温度分布線である。つまり、
厳密には、Ｈ₄ＡとＨ₅Ｂを結んだ実線Ｃと、Ｈ₄Ｂと
Ｈ₅Ａを結んだ破線Ｄとの交点Ｈが実際のスラグレベル
Ｓ_Lに近い位置であることがわかる。

【００３７】以上のように、本発明においては、光信号
をＭ系列疑似ランダム信号で変調した光ファイバ温度分
布計は高温計測が可能であり、また、炉本体の内張り耐
火物内のできるだけ溶融スラグに近い位置、つまり、炉
内温度が耐火物に比較的よく反映されている位置に導管
を設け、この導管内に光ファイバ管を敷設するようにし
たので、焼却灰層上部の炉内空間及び溶融スラグの温度
によって形成される炉内温度分布を、内張り耐火物中に
おいて感度よく計測することができ、この温度分布パタ
ーンの勾配の変化、時間的変化などを解析することによ
り溶融スラグレベルの位置を測定することができる。

【００３８】また、Ｍ系列疑似ランダム信号で変調され
た光信号を用いた光ファイバ温度分布計は、応答距離が
従来より３倍から１０倍以上優れており、サンプリング
データピッチが従来の５０倍から１００倍以上優れてい
るため、実際の炉内の温度分布をより正確にトレースす
ることができ、このため、溶融スラグレベルの位置を精
度よく測定することができる。

【００３９】さらに、光ファイバチャンネルセレクタに
より複数本の光ファイバの後方散乱光を連続的に測定で
きるため、光ファイバの数を増加するだけで、炉内円周
方向の溶融スラグレベルの位置を正確に把握することが
できる。また、各光ファイバの両端部を光ファイバチャ
ンネルセレクタに接続することにより、光ファイバの両
端部から炉内の温度分布を計測することができるので、
光ファイバ温度分布計の持つ応答距離によるスラグレベ
ルの検出誤差を補正して、より高精度で溶融スラグレベ
ルの位置を計測することができる。

【００４０】また、光ファイバが挿通されたＮｉ合金か
らなる金属管は、炉体の内張り耐火物中に設置された導
管内に敷設されて二重管構造になっているので、例え
ば、光ファイバが光学的に劣化したり、機械的に破断し
た場合は、導管から金属管ごと光ファイバを引抜いて新
しい光ファイバ管を敷設することにより、簡単に交換す
ることができる。さらに、金属管内に光ファイバと反応
性の乏しい不活性ガスを送給することにより、光ファイ
バの劣化を防止することができる。

【００４１】上記の説明では、本発明を焼却灰溶融炉の
溶融スラグレベルの測定に実施した場合を示したが、本
発明はこれに限定するものではなく、他の溶湯容器内の
溶湯レベルの測定にも実施することができる。

【００４２】

【発明の効果】

（１）本発明に係る溶湯容器の溶湯レベル測定方法は、
耐火物で内張りされた溶湯容器の耐火物中に、溶湯レベ
ルが変化する方向に少なくともその変化範囲に亘って光
ファイバを敷設し、疑似ランダム信号で変調された光信
号を用いた光ファイバ温度分布計により光ファイバの温
度分布を測定し、この温度分布パターンに基いて溶湯レ
ベルの位置を求めるようにしたので、上部の炉内空間及
び溶湯の温度によって形成される炉内温度分布を、内張
り耐火物中において感度よく計測し、この温度分布パタ
ーンを解析することにより溶湯レベルの位置を精度よく
測定することができる。

【００４３】（２）また、上記（１）の溶湯容器の溶湯
レベル測定方法において、内張り耐火物中に敷設された
光ファイバの両端部を光ファイバチャンネルセレクタに
接続して光ファイバ温度分布計により光ファイバの温度
分布を両方向から測定し、溶湯レベルの位置計測誤差を
補正するようにしたので、より高精度で溶湯レベル位置
を測定することができる。

【００４４】（３）上記（１），（２）の疑似ランダム
信号にＭ系列信号を用いたので、応答距離及びサンプリ
ングデータピッチが大幅に向上し、炉内の温度分布をよ
り正確にトレースすることができ、これにより溶湯レベ
ルの位置を精度よく測定することができる。

【００４５】（４）また、本発明に係る溶湯容器の溶湯
レベル測定装置は、耐火物で内張りされた溶湯容器の耐
火物中に、溶湯レベルが変化する方向に設置した複数の
導管と、これら導管中にそれぞれ敷設した光ファイバ
と、この光ファイバが接続された光ファイバチャンネル
セレクタと、光ファイバチャンネルセレクタからの光信
号を処理する光ファイバ温度分布計とを備えたので、溶
湯容器内の溶湯に近い位置に光ファイバを敷設すること
ができ、これにより溶湯容器内の温度分布を感度よく計
測し、光ファイバ温度分布計によりこの温度分布パター
ンを解析することにより、溶湯レベルの位置を精度よく
測定することができる。

【００４６】（５）上記（４）の導管を、ステンレス管
にアルミナチューブを被覆して構成したので、ステンレ
ス管への浸炭を防止することができ、寿命を延長するこ
とができる。

【００４７】（６）上記（４）又は（５）の光ファイバ
をＮｉ合金からなる金属管に挿通した光ファイバ管を導
管中に敷設すると共に、不活性ガス供給装置から光ファ
イバ管内に不活性ガスを送給するようにしたので、高温
の測定が可能になり、光ファイバの劣化を防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を実施した焼却灰溶融
炉の模式的説明図である。

【図２】図１の炉体のＡ−Ａ断面図である。

【図３】導管及び光ファイバ管の断面図である。

【図４】本発明によって測定した焼却灰溶融炉内の温度
分布パターンを示す線図である。

【図５】本発明の実施例によって測定した焼却灰溶融炉
内の温度分布図である。

【図６】本発明の第２の実施形態の模式的説明図であ
る。

【図７】第２の実施形態で測定した焼却灰溶融炉内の温
度分布の一部を示す線図である。

【符号の説明】

１焼却灰溶融炉２炉本体３蓋体４廃棄物投入口５ａ〜５ｃ内張り耐火物６炉底耐火物７スラグ抜き穴８メタル抜き穴９電極１０導管１１ステンレス管１２アルミナチューブ１３光ファイバ管１４金属管１５光ファイバ２０不活性ガス供給装置２１光ファイバチャンネルセレクタ２２光ファイバ温度分布計２３電源装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０１Ｋ 13/00 Ｇ０１Ｋ 13/00 (72)発明者明石哲夫東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者宮川忠一東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】耐火物で内張りされた溶湯容器の前記耐
火物中に、溶湯レベルが変化する方向に少なくともその
変化範囲に亘って光ファイバを敷設し、疑似ランダム信
号で変調された光信号を用いた光ファイバ温度分布計に
より前記光ファイバの温度分布を測定し、この温度分布
パターンに基いて前記溶湯レベルを求めることを特徴と
する溶湯容器の溶湯レベル測定方法。
【請求項２】内張り耐火物中に敷設された光ファイバ
の両端部を光ファイバチャンネルセレクタに接続して光
ファイバ温度分布計により前記光ファイバの温度分布を
両方向から測定し、溶湯レベルの位置計測誤差を補正す
ることを特徴とする請求項１記載の溶湯容器の溶湯レベ
ル測定方法。
【請求項３】疑似ランダム信号がＭ系列信号である請
求項１又は２記載の溶湯容器の溶湯レベル測定方法。
【請求項４】耐火物で内張りされた溶湯容器の前記耐
火物中に溶湯レベルが変化する方向に設置した複数の導
管と、これら導管中にそれぞれ敷設した光ファイバと、該光ファイバが接続された光ファイバチャンネルセレク
タと、該光ファイバチャンネルセレクタからの光信号を処理す
る光ファイバ温度分布計とを備えたことを特徴とする溶
湯容器の溶湯レベル測定装置。
【請求項５】導管を、ステンレス管にアルミナチュー
ブを被覆して構成したことを特徴とする請求項４記載の
溶湯容器の溶湯レベル測定装置。
【請求項６】光ファイバをＮｉ合金からなる金属管に
挿通してなる光ファイバ管を導管中に敷設すると共に、
前記光ファイバ管に不活性ガスを送給する不活性ガス供
給装置を備えたことを特徴とする請求項４又は５記載の
溶湯レベル測定装置。