JP2002090498A - 高周波加熱による雑固体廃棄物溶融方法及びその装置 - Google Patents
高周波加熱による雑固体廃棄物溶融方法及びその装置Info
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- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高周波加熱により溶融した非導電性セラミッ
クキャニスタ内の金属溶湯に、無機廃棄物，金属廃棄物
を投入して溶融した際に形成されるスラグ層の熱が非導
電性セラミックキャニスタの外周面から逃げるのを防止
してスラグ層の温度低下を防止し、スラグ層にさらに無
機廃棄物，金属廃棄物を投入した際溶融できるようにし
て、非導電性セラミックキャニスタ内のスラグ層の上方
に無駄な空間が生じないようにし、雑固体廃棄物の減容
率を向上させることができるようにする。 【解決手段】非導電性セラミックキャニスタ内に金属廃
棄物を投入し、高周波加熱により金属廃棄物を溶融し、
その金属溶湯に無機廃棄物，金属廃棄物を投入して金属
溶湯の熱により溶融するにおいて、前記非導電性セラミ
ックキャニスタ内に形成されるメタル層とその上側のス
ラグ層の境界付近から上方における非導電性セラミック
キャニスタの外周面温度をスリーブ状の補償熱源により
高め、或いは上記スラグ層の液面濃度を環状円板の補償
熱源により高め、スラグ層を溶融状態に保持して、さら
なる無機廃棄物，金属廃棄物の投入を行って溶融する。
クキャニスタ内の金属溶湯に、無機廃棄物，金属廃棄物
を投入して溶融した際に形成されるスラグ層の熱が非導
電性セラミックキャニスタの外周面から逃げるのを防止
してスラグ層の温度低下を防止し、スラグ層にさらに無
機廃棄物，金属廃棄物を投入した際溶融できるようにし
て、非導電性セラミックキャニスタ内のスラグ層の上方
に無駄な空間が生じないようにし、雑固体廃棄物の減容
率を向上させることができるようにする。 【解決手段】非導電性セラミックキャニスタ内に金属廃
棄物を投入し、高周波加熱により金属廃棄物を溶融し、
その金属溶湯に無機廃棄物，金属廃棄物を投入して金属
溶湯の熱により溶融するにおいて、前記非導電性セラミ
ックキャニスタ内に形成されるメタル層とその上側のス
ラグ層の境界付近から上方における非導電性セラミック
キャニスタの外周面温度をスリーブ状の補償熱源により
高め、或いは上記スラグ層の液面濃度を環状円板の補償
熱源により高め、スラグ層を溶融状態に保持して、さら
なる無機廃棄物，金属廃棄物の投入を行って溶融する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、原子力発電所、原
子力関係実験施設、核燃料取扱い施設等の放射性物質取
扱施設から出る、不燃性の低レベル放射性雑固体廃棄物
の溶融方法に関する。
子力関係実験施設、核燃料取扱い施設等の放射性物質取
扱施設から出る、不燃性の低レベル放射性雑固体廃棄物
の溶融方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば原子力発電所から出る、不燃性の
低レベル放射性雑固体廃棄物は、埋設処分することが計
画され、埋設に当っては２００Ｌドラム缶に収納し、モ
ルタル充填した形で行われるが、各電力会社ではドラム
缶に収納する前に廃棄物を何らかの形で減容（体積を小
さく）することを計画している。その方法の１つとし
て、高周波誘導加熱により廃棄物を溶融、減容する方法
がある。
低レベル放射性雑固体廃棄物は、埋設処分することが計
画され、埋設に当っては２００Ｌドラム缶に収納し、モ
ルタル充填した形で行われるが、各電力会社ではドラム
缶に収納する前に廃棄物を何らかの形で減容（体積を小
さく）することを計画している。その方法の１つとし
て、高周波誘導加熱により廃棄物を溶融、減容する方法
がある。
【０００３】従来の高周波誘導加熱による放射性廃棄物
の溶融処理方法の１つとして、例えば特開平４−２８６
９９８号公報に開示されたものがある。この高周波誘導
加熱により放射性廃棄物の溶融処理方法は、図８に示す
導電性セラミックキャニスタ２１の外周の誘導コイル２
２に交流電流を流すことにより磁界を発生させ、導電性
セラミックキャニスタ２１に誘導電流が流れ、発熱する
ことを利用して、内部に投入した放射性非金属廃棄物と
金属廃棄物を溶融する方法である。溶融物の入った導電
性セラミックキャニスタ２１は自然冷却し、内部を完全
に固化させる。この固化体はガラス層２３と金属層２４
に分離する。そしてこの固化体はそのままドラム缶に装
荷するためハンドリングが容易である。
の溶融処理方法の１つとして、例えば特開平４−２８６
９９８号公報に開示されたものがある。この高周波誘導
加熱により放射性廃棄物の溶融処理方法は、図８に示す
導電性セラミックキャニスタ２１の外周の誘導コイル２
２に交流電流を流すことにより磁界を発生させ、導電性
セラミックキャニスタ２１に誘導電流が流れ、発熱する
ことを利用して、内部に投入した放射性非金属廃棄物と
金属廃棄物を溶融する方法である。溶融物の入った導電
性セラミックキャニスタ２１は自然冷却し、内部を完全
に固化させる。この固化体はガラス層２３と金属層２４
に分離する。そしてこの固化体はそのままドラム缶に装
荷するためハンドリングが容易である。
【０００４】ところで、上記の高周波誘導加熱による放
射性廃棄物の溶融処理方法においては、導電性セラミッ
クキャニスタ２１が１回放射性廃棄物を溶融するたびに
使い捨てとなるが、単価が高いためランニングコストが
高くなっている。また、特殊なセラミックを使用するた
め、一般的なセラミックであるアルミナやムライト等に
比べ強度が低い。そのためキャニスタの厚さを大きくし
ているが、その分２００Ｌドラム中にキャニスタが占め
る割合が増え、減容比（＝溶融処理する前のドラム缶本
数／溶融処理した後のドラム缶本数）が小さくなってし
まう。
射性廃棄物の溶融処理方法においては、導電性セラミッ
クキャニスタ２１が１回放射性廃棄物を溶融するたびに
使い捨てとなるが、単価が高いためランニングコストが
高くなっている。また、特殊なセラミックを使用するた
め、一般的なセラミックであるアルミナやムライト等に
比べ強度が低い。そのためキャニスタの厚さを大きくし
ているが、その分２００Ｌドラム中にキャニスタが占め
る割合が増え、減容比（＝溶融処理する前のドラム缶本
数／溶融処理した後のドラム缶本数）が小さくなってし
まう。
【０００５】また、高周波加熱による雑固体廃棄物溶融
方法として、図９のａに示すように非導電性セラミック
キャニスタ２５の外周の高周波コイル２６による高周波
加熱により非導電性セラミックキャニスタ２５内に投入
した金属廃棄物２７を図９のｂに示すように溶融し、そ
の金属溶湯（１６００℃程度）２８に図９のｃに示すよ
うに無機廃棄物（断熱材、コンクリート等）２９，金属
廃棄物２７′を順次投入することで、これら無機廃棄物
２９，金属廃棄物２７′を金属溶湯２８の熱で溶融する
方法がある。これにより図９のｄに示すように金属溶湯
（メタル層）２８の液面が上昇し且つスラグ層３０が形
成される。
方法として、図９のａに示すように非導電性セラミック
キャニスタ２５の外周の高周波コイル２６による高周波
加熱により非導電性セラミックキャニスタ２５内に投入
した金属廃棄物２７を図９のｂに示すように溶融し、そ
の金属溶湯（１６００℃程度）２８に図９のｃに示すよ
うに無機廃棄物（断熱材、コンクリート等）２９，金属
廃棄物２７′を順次投入することで、これら無機廃棄物
２９，金属廃棄物２７′を金属溶湯２８の熱で溶融する
方法がある。これにより図９のｄに示すように金属溶湯
（メタル層）２８の液面が上昇し且つスラグ層３０が形
成される。
【０００６】ところで、上記の高周波加熱による雑固体
廃棄物溶融方法では、スラグ層３０が図１０に示すよう
に厚くなった場合、スラグ層３０の熱が非導電性セラミ
ックキャニスタ２５に流れ、外周面からの放熱が大とな
ってスラグ層３０の表面（上面）の温度が低下し、無機
廃棄物２９，金属廃棄物２７′をさらに投入しても溶融
しない現象が起こる。従って、非導電性セラミックキャ
ニスタ２５内のスラグ層３０の上方の空間３１が無駄な
空間となり、廃棄物の減容率が低下する。また、スラグ
層３０の表面（上面）の温度が低下し固化することによ
り、メタル−スラグ界面が固定されるため、非導電性セ
ラミックキャニスタ２５が局部的に浸食される。
廃棄物溶融方法では、スラグ層３０が図１０に示すよう
に厚くなった場合、スラグ層３０の熱が非導電性セラミ
ックキャニスタ２５に流れ、外周面からの放熱が大とな
ってスラグ層３０の表面（上面）の温度が低下し、無機
廃棄物２９，金属廃棄物２７′をさらに投入しても溶融
しない現象が起こる。従って、非導電性セラミックキャ
ニスタ２５内のスラグ層３０の上方の空間３１が無駄な
空間となり、廃棄物の減容率が低下する。また、スラグ
層３０の表面（上面）の温度が低下し固化することによ
り、メタル−スラグ界面が固定されるため、非導電性セ
ラミックキャニスタ２５が局部的に浸食される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、高周
波加熱により溶融した非導電性セラミックキャニスタ内
の金属溶湯に、無機廃棄物，金属廃棄物を投入して溶融
した際に形成されるスラグ層の熱が非導電性セラミック
キャニスタの外周面から逃げるのを防止してスラグ層の
温度低下を防止し、スラグ層にさらに無機廃棄物，金属
廃棄物を投入した際溶融できるようにして、非導電性セ
ラミックキャニスタ内のスラグ層の上方に無駄な空間が
生じないようにし、雑固体廃棄物の減容率を向上させる
ことができるようにした高周波加熱による雑固体廃棄物
溶融方法及びその装置を提供しようとするものである。
波加熱により溶融した非導電性セラミックキャニスタ内
の金属溶湯に、無機廃棄物，金属廃棄物を投入して溶融
した際に形成されるスラグ層の熱が非導電性セラミック
キャニスタの外周面から逃げるのを防止してスラグ層の
温度低下を防止し、スラグ層にさらに無機廃棄物，金属
廃棄物を投入した際溶融できるようにして、非導電性セ
ラミックキャニスタ内のスラグ層の上方に無駄な空間が
生じないようにし、雑固体廃棄物の減容率を向上させる
ことができるようにした高周波加熱による雑固体廃棄物
溶融方法及びその装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の高周波加熱による雑固体廃棄物溶融方法は、
非導電性セラミックキャニスタ内に金属廃棄物を投入
し、高周波加熱により金属廃棄物を溶融し、その金属溶
湯に無機廃棄物，金属廃棄物を投入して金属溶湯の熱に
より溶融するにおいて、前記非導電性セラミックキャニ
スタ内に形成されるメタル層とその上側のスラグ層との
境界付近から上方における非導電性セラミックキャニス
タの外周面温度を補償熱源により高め、スラグ層を溶融
状態に保持して、さらなる無機廃棄物，金属廃棄物の投
入を行って溶融することを特徴とするものである。
の本発明の高周波加熱による雑固体廃棄物溶融方法は、
非導電性セラミックキャニスタ内に金属廃棄物を投入
し、高周波加熱により金属廃棄物を溶融し、その金属溶
湯に無機廃棄物，金属廃棄物を投入して金属溶湯の熱に
より溶融するにおいて、前記非導電性セラミックキャニ
スタ内に形成されるメタル層とその上側のスラグ層との
境界付近から上方における非導電性セラミックキャニス
タの外周面温度を補償熱源により高め、スラグ層を溶融
状態に保持して、さらなる無機廃棄物，金属廃棄物の投
入を行って溶融することを特徴とするものである。
【０００９】上記の高周波加熱による雑固体廃棄物溶融
方法において、金属廃棄物／無機廃棄物の投入量が変わ
り、非導電性セラミックキャニスタ内に形成されるメタ
ル層とスラグ層の界面が大きく変化する場合、補償熱源
を上下して、メタル層の過加熱を防止することが好まし
い。
方法において、金属廃棄物／無機廃棄物の投入量が変わ
り、非導電性セラミックキャニスタ内に形成されるメタ
ル層とスラグ層の界面が大きく変化する場合、補償熱源
を上下して、メタル層の過加熱を防止することが好まし
い。
【００１０】上記の高周波加熱による雑固体廃棄物溶融
方法を実施するための本発明の雑固体廃棄物溶融装置の
１つは、非導電性セラミックキャニスタの外周に高周波
発生装置に連なる高周波コイルが上下二段に配設され、
雑固体廃棄物の溶融により非導電性セラミックキャニス
タ内に形成されるメタル層上側のスラグ層から上方にお
ける非導電性セラミックキャニスタの外周面温度を高め
る補償熱源が前記上段の高周波コイルの内周側に上下動
可能に設けられていることを特徴とするものである。
方法を実施するための本発明の雑固体廃棄物溶融装置の
１つは、非導電性セラミックキャニスタの外周に高周波
発生装置に連なる高周波コイルが上下二段に配設され、
雑固体廃棄物の溶融により非導電性セラミックキャニス
タ内に形成されるメタル層上側のスラグ層から上方にお
ける非導電性セラミックキャニスタの外周面温度を高め
る補償熱源が前記上段の高周波コイルの内周側に上下動
可能に設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】本発明の雑固体廃棄物溶融装置の他の１つ
は、非導電性セラミックキャニスタの外周に高周波発生
装置に連なる高周波コイルが上下二段に配設され、雑固
体廃棄物の溶融により非導電性セラミックキャニスタ内
に形成されるメタル層上側のスラグ層液面温度を高める
ために、中央に廃棄物投入穴が穿設された環状円板の補
償熱源が、非導電性セラミックキャニスタの上部内周面
に水平に固設されていることを特徴とするものである。
は、非導電性セラミックキャニスタの外周に高周波発生
装置に連なる高周波コイルが上下二段に配設され、雑固
体廃棄物の溶融により非導電性セラミックキャニスタ内
に形成されるメタル層上側のスラグ層液面温度を高める
ために、中央に廃棄物投入穴が穿設された環状円板の補
償熱源が、非導電性セラミックキャニスタの上部内周面
に水平に固設されていることを特徴とするものである。
【００１２】上記の各雑固体廃棄物溶融装置における補
償熱源としては、高周波によって加熱されるセラミック
コーティングの黒鉛発熱体，導電性のセラミック発熱体
（例えばＳｉＣやＺｒＢ2 を主成分としたセラミック発
熱体），セラミックコーティングの金属発熱体や、通電
により発熱する加熱ヒータが好ましい。
償熱源としては、高周波によって加熱されるセラミック
コーティングの黒鉛発熱体，導電性のセラミック発熱体
（例えばＳｉＣやＺｒＢ2 を主成分としたセラミック発
熱体），セラミックコーティングの金属発熱体や、通電
により発熱する加熱ヒータが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の高周波加熱による雑固体
廃棄物溶融方法及びその装置の実施形態を説明する。先
ず、雑固体廃棄物溶融方法を行うための装置の１つを図
１によって説明すると、１は非導電性セラミックキャニ
スタで、この非導電性セラミックキャニスタ１の外周に
高周波発生装置２に連なる高周波コイル３ａ，３ｂが上
下二段に配設されている。４、５は雑固体廃棄物の溶融
により非導電性セラミックキャニスタ１内に形成される
メタル層，スラグ層で、このメタル層４とその上側のス
ラグ層５との境界付近から上方における非導電性セラミ
ックキャニスタ１の外周面温度を高めるための補償熱源
６が前記高周波コイル３の内周側に上下動可能に設けら
れている。この補償熱源６を上下動させる手段として
は、例えば補償熱源６の支持フレーム７に先端を連結し
た縦型シリンダー８があり、また図示せぬが補償熱源６
の上端に連結した吊りワイヤーと補償熱源６の外周面に
固設した位置決めピンとの組み合せがある。
廃棄物溶融方法及びその装置の実施形態を説明する。先
ず、雑固体廃棄物溶融方法を行うための装置の１つを図
１によって説明すると、１は非導電性セラミックキャニ
スタで、この非導電性セラミックキャニスタ１の外周に
高周波発生装置２に連なる高周波コイル３ａ，３ｂが上
下二段に配設されている。４、５は雑固体廃棄物の溶融
により非導電性セラミックキャニスタ１内に形成される
メタル層，スラグ層で、このメタル層４とその上側のス
ラグ層５との境界付近から上方における非導電性セラミ
ックキャニスタ１の外周面温度を高めるための補償熱源
６が前記高周波コイル３の内周側に上下動可能に設けら
れている。この補償熱源６を上下動させる手段として
は、例えば補償熱源６の支持フレーム７に先端を連結し
た縦型シリンダー８があり、また図示せぬが補償熱源６
の上端に連結した吊りワイヤーと補償熱源６の外周面に
固設した位置決めピンとの組み合せがある。
【００１４】雑固体廃棄物溶融方法を行うための装置の
他の１つは、図２に示すように雑固体廃棄物の溶融によ
り非導電性セラミックキャニスタ１内に形成されるメタ
ル層４の上側のスラグ層５の液面（上面）温度を高める
ために、中央に廃棄物投入穴６ａが穿設された環状円板
の補償熱源６′を、非導電性セラミックキャニスタ１の
上部内周面に水平に固設したものである。
他の１つは、図２に示すように雑固体廃棄物の溶融によ
り非導電性セラミックキャニスタ１内に形成されるメタ
ル層４の上側のスラグ層５の液面（上面）温度を高める
ために、中央に廃棄物投入穴６ａが穿設された環状円板
の補償熱源６′を、非導電性セラミックキャニスタ１の
上部内周面に水平に固設したものである。
【００１５】図１の雑固体廃棄物溶融装置における補償
熱源６の１つとしては、セラミック（例えばＳｉＣやＺ
ｒＢ2 を主成分とする）のコーティングを施して酸化を
防止し、空気中でも使用できるようにし、高周波によっ
て加熱される例えばスリーブ形状の黒鉛発熱体があり、
他の１つとしては、高周波によって加熱されるＳｉＣや
ＺｒＢ2 を主成分とした例えばスリーブ形状のセラミッ
ク発熱体があり、さらに他の１つとしては、金属の外側
にセラミックをコーティングし、金属−セラミックの傾
斜機能材とした例えばスリーブ形状の金属発熱体或いは
炭素鋼をステンレス鋼、ジルコニウムでクラッドした例
えばスリーブ形状の金属発熱体がある。これらの補償熱
源６は、図１の上段の高周波コイル３ａに高周波をかけ
ることにより加熱されるようにしてあり、加熱の度合
（発熱量）はスリーブの寸法形状を変更したり、スリー
ブにスリットを設けたりすることで調整される。補償熱
源６の別の１つとしては、通電により発熱（ジュール発
熱）を起こす加熱ヒータがあり、この加熱ヒータは高周
波の影響を最小とするため、過電流の流れにくい縦向き
の棒状ヒータになされる。発熱の度合は通電量の増減に
より調整される。
熱源６の１つとしては、セラミック（例えばＳｉＣやＺ
ｒＢ2 を主成分とする）のコーティングを施して酸化を
防止し、空気中でも使用できるようにし、高周波によっ
て加熱される例えばスリーブ形状の黒鉛発熱体があり、
他の１つとしては、高周波によって加熱されるＳｉＣや
ＺｒＢ2 を主成分とした例えばスリーブ形状のセラミッ
ク発熱体があり、さらに他の１つとしては、金属の外側
にセラミックをコーティングし、金属−セラミックの傾
斜機能材とした例えばスリーブ形状の金属発熱体或いは
炭素鋼をステンレス鋼、ジルコニウムでクラッドした例
えばスリーブ形状の金属発熱体がある。これらの補償熱
源６は、図１の上段の高周波コイル３ａに高周波をかけ
ることにより加熱されるようにしてあり、加熱の度合
（発熱量）はスリーブの寸法形状を変更したり、スリー
ブにスリットを設けたりすることで調整される。補償熱
源６の別の１つとしては、通電により発熱（ジュール発
熱）を起こす加熱ヒータがあり、この加熱ヒータは高周
波の影響を最小とするため、過電流の流れにくい縦向き
の棒状ヒータになされる。発熱の度合は通電量の増減に
より調整される。
【００１６】図２の雑固体廃棄物溶融装置における補償
熱源６′の１つとしては、セラミック（例えばＳｉＣや
ＺｒＢ2 を主成分とする）のコーティングを施して酸化
を防止し、空気中でも使用できるようにし、高周波によ
って加熱される環状円板の黒鉛発熱体があり、他の１つ
としては、高周波によって加熱されるＳｉＣやＺｒＢ 2
を主成分とした環状円板のセラミック発熱体があり、さ
らに他の１つとしては、金属の外側にセラミックをコー
ティングし、金属−セラミックの傾斜機能材とした環状
円板の金属発熱体或いは炭素鋼をステンレス鋼、ジルコ
ニウムでクラッドした環状円板の金属発熱体がある。こ
れらの補償熱源６′は、図２の上段の高周波コイル３ａ
に高周波をかけることにより加熱されるようにしてあ
り、加熱の度合（発熱量）は環状円板の厚さや廃棄物投
入穴６ａの内径を変更したりすることで調整される。
熱源６′の１つとしては、セラミック（例えばＳｉＣや
ＺｒＢ2 を主成分とする）のコーティングを施して酸化
を防止し、空気中でも使用できるようにし、高周波によ
って加熱される環状円板の黒鉛発熱体があり、他の１つ
としては、高周波によって加熱されるＳｉＣやＺｒＢ 2
を主成分とした環状円板のセラミック発熱体があり、さ
らに他の１つとしては、金属の外側にセラミックをコー
ティングし、金属−セラミックの傾斜機能材とした環状
円板の金属発熱体或いは炭素鋼をステンレス鋼、ジルコ
ニウムでクラッドした環状円板の金属発熱体がある。こ
れらの補償熱源６′は、図２の上段の高周波コイル３ａ
に高周波をかけることにより加熱されるようにしてあ
り、加熱の度合（発熱量）は環状円板の厚さや廃棄物投
入穴６ａの内径を変更したりすることで調整される。
【００１７】次に前記のように構成された図１の雑固体
廃棄物溶融装置によって本発明の高周波加熱による雑固
体廃棄物溶融方法について説明する。図３に示す非導電
性セラミックキャニスタ１内に金属廃棄物１０を投入
し、高周波発生装置２により発生させた高周波を下段の
高周波コイル３ｂにかけて非導電性セラミックキャニス
タ１内の金属廃棄物１０を高周波加熱により図４に示す
ように溶融し、その金属溶湯（１６００℃程度）１１に
無機廃棄物１２，金属廃棄物１０′を順次投入して、金
属溶湯１１の熱により溶融する。この雑固体廃棄物溶融
方法において、熱源が非導電性セラミックキャニスタ１
内の底部の金属溶湯１１のみであるため、非導電性セラ
ミックキャニスタ１内に形成される図５に示すメタル層
４の上位のスラグ層５が厚くなった場合、熱放散のため
スラグ層５の上部の温度が低くなり、無機廃棄物１２を
投入しても溶融しない現象が起こるが、本発明の雑固体
廃棄物溶融方法では前記非導電性セラミックキャニスタ
１内に形成されるメタル層４とその上位のスラグ層５と
の境界付近から上方における非導電性セラミックキャニ
スタ１の外周面温度を補償熱源６により高め、即ち上段
の高周波コイル３ａに高周波発生装置２により発生させ
た高周波をかけて補償熱源６を加熱し、その補償熱源６
の加熱によりスラグ層５の熱が非導電性セラミックキャ
ニスタ１を通して外部へ逃げるのを防止して、メタル層
４の温度を有効にスラグ層５に伝達し、該スラグ層５を
溶融状態に保持して、さらなる無機廃棄物１２の投入を
行って溶融する。かくして、非導電性セラミックキャニ
スタ１内のスラグ層５は図６に示すように十分に厚いも
のとなり、スラグ層５の上方に生じていた無駄な空間が
大幅に減少し、キャニスタ容量を有効に生かすことがで
きる。スラグ層５を溶融状態に保持して、無機廃棄物１
２のみならず金属廃棄物１０′の投入を行って溶融した
場合は、図７に示すようにメタル層４とスラグ層５の界
面が変わるので、局部的な浸食が防止される。そしてこ
のように非導電性セラミックキャニスタ１内に投入する
金属廃棄物／無機廃棄物の投入量が変わり、メタル層４
とスラグ層５の界面が大きく変化する場合は、それに合
わせて補償熱源６を縦型シリンダー８により上下動する
ことにより、メタル層４の部分の過加熱を防止できる。
また、予め補償熱源６を縦型シリンダー８により上下動
すれば、種々の金属廃棄物／無機廃棄物比の雑固体廃棄
物の溶融処理に対応できる。
廃棄物溶融装置によって本発明の高周波加熱による雑固
体廃棄物溶融方法について説明する。図３に示す非導電
性セラミックキャニスタ１内に金属廃棄物１０を投入
し、高周波発生装置２により発生させた高周波を下段の
高周波コイル３ｂにかけて非導電性セラミックキャニス
タ１内の金属廃棄物１０を高周波加熱により図４に示す
ように溶融し、その金属溶湯（１６００℃程度）１１に
無機廃棄物１２，金属廃棄物１０′を順次投入して、金
属溶湯１１の熱により溶融する。この雑固体廃棄物溶融
方法において、熱源が非導電性セラミックキャニスタ１
内の底部の金属溶湯１１のみであるため、非導電性セラ
ミックキャニスタ１内に形成される図５に示すメタル層
４の上位のスラグ層５が厚くなった場合、熱放散のため
スラグ層５の上部の温度が低くなり、無機廃棄物１２を
投入しても溶融しない現象が起こるが、本発明の雑固体
廃棄物溶融方法では前記非導電性セラミックキャニスタ
１内に形成されるメタル層４とその上位のスラグ層５と
の境界付近から上方における非導電性セラミックキャニ
スタ１の外周面温度を補償熱源６により高め、即ち上段
の高周波コイル３ａに高周波発生装置２により発生させ
た高周波をかけて補償熱源６を加熱し、その補償熱源６
の加熱によりスラグ層５の熱が非導電性セラミックキャ
ニスタ１を通して外部へ逃げるのを防止して、メタル層
４の温度を有効にスラグ層５に伝達し、該スラグ層５を
溶融状態に保持して、さらなる無機廃棄物１２の投入を
行って溶融する。かくして、非導電性セラミックキャニ
スタ１内のスラグ層５は図６に示すように十分に厚いも
のとなり、スラグ層５の上方に生じていた無駄な空間が
大幅に減少し、キャニスタ容量を有効に生かすことがで
きる。スラグ層５を溶融状態に保持して、無機廃棄物１
２のみならず金属廃棄物１０′の投入を行って溶融した
場合は、図７に示すようにメタル層４とスラグ層５の界
面が変わるので、局部的な浸食が防止される。そしてこ
のように非導電性セラミックキャニスタ１内に投入する
金属廃棄物／無機廃棄物の投入量が変わり、メタル層４
とスラグ層５の界面が大きく変化する場合は、それに合
わせて補償熱源６を縦型シリンダー８により上下動する
ことにより、メタル層４の部分の過加熱を防止できる。
また、予め補償熱源６を縦型シリンダー８により上下動
すれば、種々の金属廃棄物／無機廃棄物比の雑固体廃棄
物の溶融処理に対応できる。
【００１８】また、図２の雑固体廃棄物溶融装置による
本発明の高周波加熱による雑固体廃棄物溶融方法も、上
記の図１の雑固体廃棄物溶融装置による場合と同様に行
われる。その際、非導電性セラミックキャニスタ１内に
形成されるメタル層４の上位のスラグ層５が厚くなり、
熱放散のためスラグ層５の上部の温度が低くなり、無機
廃棄物を投入しても溶融しない現象が起るような場合
は、スラグ層５の液面（上面）温度を補償熱源６′によ
り高め、即ち上段の高周波コイル３ａに高周波発生装置
２により発生させた高周波をかけて補償熱源６′を加熱
し、その補償熱源６′の加熱によりスラグ層５の熱が非
導電性セラミックキャニスタ１を通して外部へ逃げるの
を防止して、メタル層４の温度を有効にスラグ層５に伝
達し、該スラグ層５を溶融状態に保持して、さらなる無
機廃棄物の投入を補償熱源６′の中央の廃棄物投入穴６
ａから行って溶融する。かくして、非導電性セラミック
キャニスタ１内のスラグ層５は十分に厚いものとなり、
スラグ層５の上方に生じていた無駄な空間が大幅に減少
し、キャニスタ容量を有効に生かすことができる。
本発明の高周波加熱による雑固体廃棄物溶融方法も、上
記の図１の雑固体廃棄物溶融装置による場合と同様に行
われる。その際、非導電性セラミックキャニスタ１内に
形成されるメタル層４の上位のスラグ層５が厚くなり、
熱放散のためスラグ層５の上部の温度が低くなり、無機
廃棄物を投入しても溶融しない現象が起るような場合
は、スラグ層５の液面（上面）温度を補償熱源６′によ
り高め、即ち上段の高周波コイル３ａに高周波発生装置
２により発生させた高周波をかけて補償熱源６′を加熱
し、その補償熱源６′の加熱によりスラグ層５の熱が非
導電性セラミックキャニスタ１を通して外部へ逃げるの
を防止して、メタル層４の温度を有効にスラグ層５に伝
達し、該スラグ層５を溶融状態に保持して、さらなる無
機廃棄物の投入を補償熱源６′の中央の廃棄物投入穴６
ａから行って溶融する。かくして、非導電性セラミック
キャニスタ１内のスラグ層５は十分に厚いものとなり、
スラグ層５の上方に生じていた無駄な空間が大幅に減少
し、キャニスタ容量を有効に生かすことができる。
【００１９】
【発明の効果】以上の説明で判るように本発明によれ
ば、高周波加熱により溶融した非導電性セラミックキャ
ニスタ内の金属溶湯に、無機廃棄物，金属廃棄物を投入
して溶融した際に形成されるスラグ層の熱が、非導電性
セラミックキャニスタの外周面から逃げるのを、その外
周側に配した補償熱源により非導電性セラミックキャニ
スタの外周面温度を高めることにより、或いは非導電性
セラミックキャニスタの上部内周面に水平に固設した環
状円板の補償熱源により防止できるので、スラグ層を溶
融状態に保持でき、スラグ層にさらに無機廃棄物，金属
廃棄物を投入して溶融できる。従って、非導電性セラミ
ックキャニスタ内のスラグ層の上方に生じていた無駄な
空間が大幅に減少され、キャニスタ容量を有効に生かす
ことができ、雑固体廃棄物の減容率を向上させることが
できる。
ば、高周波加熱により溶融した非導電性セラミックキャ
ニスタ内の金属溶湯に、無機廃棄物，金属廃棄物を投入
して溶融した際に形成されるスラグ層の熱が、非導電性
セラミックキャニスタの外周面から逃げるのを、その外
周側に配した補償熱源により非導電性セラミックキャニ
スタの外周面温度を高めることにより、或いは非導電性
セラミックキャニスタの上部内周面に水平に固設した環
状円板の補償熱源により防止できるので、スラグ層を溶
融状態に保持でき、スラグ層にさらに無機廃棄物，金属
廃棄物を投入して溶融できる。従って、非導電性セラミ
ックキャニスタ内のスラグ層の上方に生じていた無駄な
空間が大幅に減少され、キャニスタ容量を有効に生かす
ことができ、雑固体廃棄物の減容率を向上させることが
できる。
【００２０】また、本発明によれば、非導電性セラミッ
クキャニスタの外周側に配した補償熱源を上下動すれば
種々の金属廃棄物／無機廃棄物比の雑固体廃棄物の溶融
処理に対応でき、またその際溶融により形成されたメタ
ル層とスラグ層の界面が大きく変化してもそれに合わせ
て予め補償熱源を上下動させているので、メタル層の過
加熱を防止できる。そしてメタル層とスラグ層の界面が
大きく変化するような金属廃棄物，無機廃棄物の投入を
行い溶融処理することで、非導電性セラミックキャニス
タの局部的な浸食を防止できる。
クキャニスタの外周側に配した補償熱源を上下動すれば
種々の金属廃棄物／無機廃棄物比の雑固体廃棄物の溶融
処理に対応でき、またその際溶融により形成されたメタ
ル層とスラグ層の界面が大きく変化してもそれに合わせ
て予め補償熱源を上下動させているので、メタル層の過
加熱を防止できる。そしてメタル層とスラグ層の界面が
大きく変化するような金属廃棄物，無機廃棄物の投入を
行い溶融処理することで、非導電性セラミックキャニス
タの局部的な浸食を防止できる。
【００２１】さらに、本発明によれば、従来の導電性セ
ラミックキャニスタでの放射性廃棄物の高周波誘導加熱
による溶融処理に比し、キャニスタ厚さを薄くできるの
で、減容量が改善され、しかもキャニスタ単価を低く抑
えることができるので、ランニングコストを低減でき
る。
ラミックキャニスタでの放射性廃棄物の高周波誘導加熱
による溶融処理に比し、キャニスタ厚さを薄くできるの
で、減容量が改善され、しかもキャニスタ単価を低く抑
えることができるので、ランニングコストを低減でき
る。
【図１】本発明の雑固体廃棄物溶融装置の１つの概略図
である。
である。
【図２】本発明の雑固体廃棄物溶融装置の他の１つの概
略図である。
略図である。
【図３】本発明の高周波加熱による雑固体廃棄物溶融方
法の第１工程を示す概略図である。
法の第１工程を示す概略図である。
【図４】本発明の高周波加熱による雑固体廃棄物溶融方
法の第２工程を示す概略図である。
法の第２工程を示す概略図である。
【図５】本発明の高周波加熱による雑固体廃棄物溶融方
法の第３工程を示す概略図である。
法の第３工程を示す概略図である。
【図６】本発明の高周波加熱による雑固体廃棄物溶融方
法の第４工程を示す概略図である。
法の第４工程を示す概略図である。
【図７】本発明の高周波加熱による雑固体廃棄物の溶融
方法において、溶融状態のスラグ層に無機廃棄物のみな
らず金属廃棄物も投入して溶融した場合に形成されるメ
タル層とスラグ層を示す図である。
方法において、溶融状態のスラグ層に無機廃棄物のみな
らず金属廃棄物も投入して溶融した場合に形成されるメ
タル層とスラグ層を示す図である。
【図８】従来の高周波誘導加熱による放射性廃棄物の溶
融処理方法の１つを示す概略図である。
融処理方法の１つを示す概略図である。
【図９】ａ〜ｄは高周波加熱による雑固体廃棄物溶融方
法の工程を示す概略図である。
法の工程を示す概略図である。
【図１０】図９の雑固体廃棄物溶融方法において、スラ
グ層が厚くなった場合を示す概略図である。
グ層が厚くなった場合を示す概略図である。
１ 非導電性セラミックキャニスタ ２ 高周波発生装置 ３ 高周波コイル ４ 非導電性セラミックキャニスタ内に形成されるメタ
ル層 ５ 非導電性セラミックキャニスタ内に形成されるスラ
グ層 ６ スリーブ形状の補償熱源 ６′ 環状円板の補償熱源 ６ａ 廃棄物投入穴 ７ 補償熱源の支持フレーム ８ 縦型シリンダー １０ 金属廃棄物 １０′ 金属廃棄物 １１ 金属溶湯 １２ 無機廃棄物
ル層 ５ 非導電性セラミックキャニスタ内に形成されるスラ
グ層 ６ スリーブ形状の補償熱源 ６′ 環状円板の補償熱源 ６ａ 廃棄物投入穴 ７ 補償熱源の支持フレーム ８ 縦型シリンダー １０ 金属廃棄物 １０′ 金属廃棄物 １１ 金属溶湯 １２ 無機廃棄物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金井 和樹 東京都江東区南砂２丁目６番５号 川崎重 工業株式会社東京設計事務所内 (72)発明者 西村 元彦 東京都江東区南砂２丁目６番５号 川崎重 工業株式会社東京設計事務所内 (72)発明者 山崎 誠一郎 東京都江東区南砂２丁目６番５号 川崎重 工業株式会社東京設計事務所内 Ｆターム(参考） 3K059 AA08 AB27 AB28 AD03 AD32 AD34 CD52 CD72
Claims (5)
- 【請求項１】 非導電性セラミックキャニスタ内に金属
廃棄物を投入し、高周波加熱により金属廃棄物を溶融
し、その金属溶湯に無機廃棄物，金属廃棄物を投入して
金属溶湯の熱により溶融するにおいて、前記非導電性セ
ラミックキャニスタ内に形成されるメタル層とその上側
のスラグ層との境界付近から上方における非導電性セラ
ミックキャニスタの外周面温度を補償熱源により高め、
スラグ層を溶融状態に保持して、さらなる無機廃棄物，
金属廃棄物の投入を行って溶融することを特徴とする高
周波加熱による雑固体廃棄物溶融方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の高周波加熱による雑固体
廃棄物溶融方法において、金属廃棄物／無機廃棄物の投
入量が変わり、非導電性セラミックキャニスタ内に形成
されるメタル層とスラグ層の界面が大きく変化する場
合、補償熱源を上下して、メタル層の過加熱を防止する
ことを特徴とする高周波加熱による雑固体廃棄物溶融方
法。 - 【請求項３】 非導電性セラミックキャニスタの外周に
高周波発生装置に連なる高周波コイルが上下二段に配設
され、雑固体廃棄物の溶融により非導電性セラミックキ
ャニスタ内に形成されるメタル層上側のスラグ層から上
方における非導電性セラミックキャニスタの外周面温度
を高める補償熱源が前記上段の高周波コイルの内周側に
上下動可能に設けられていることを特徴とする高周波加
熱による雑固体廃棄物溶融装置。 - 【請求項４】 非導電性セラミックキャニスタの外周に
高周波発生装置に連なる高周波コイルが上下二段に配設
され、雑固体廃棄物の溶融により非導電性セラミックキ
ャニスタ内に形成されるメタル層上側のスラグ層液面温
度を高めるために、中央に廃棄物投入穴が穿設された環
状円板の補償熱源が、非導電性セラミックキャニスタの
上部内周面に水平に固設されていることを特徴とする高
周波加熱による雑固体廃棄物溶融装置。 - 【請求項５】 請求項３又は４記載の高周波加熱による
雑固体廃棄物溶融装置において、補償熱源が高周波によ
って加熱されるセラミックコーティングの黒鉛発熱体，
導電性のセラミック発熱体，セラミックコーティングの
金属発熱体、通電により発熱する加熱ヒータのいずれか
であることを特徴とする高周波加熱による雑固体廃棄物
溶融装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000278065A JP3572513B2 (ja) | 2000-09-13 | 2000-09-13 | 高周波加熱による雑固体廃棄物溶融装置及びそれを用いる雑固体廃棄物溶融方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000278065A JP3572513B2 (ja) | 2000-09-13 | 2000-09-13 | 高周波加熱による雑固体廃棄物溶融装置及びそれを用いる雑固体廃棄物溶融方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002090498A true JP2002090498A (ja) | 2002-03-27 |
| JP3572513B2 JP3572513B2 (ja) | 2004-10-06 |
Family
ID=18763286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000278065A Expired - Fee Related JP3572513B2 (ja) | 2000-09-13 | 2000-09-13 | 高周波加熱による雑固体廃棄物溶融装置及びそれを用いる雑固体廃棄物溶融方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3572513B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008197068A (ja) * | 2007-02-15 | 2008-08-28 | Toshiba Corp | 廃棄ケーブル処理装置及び方法 |
| JP2021103039A (ja) * | 2019-12-25 | 2021-07-15 | 三菱重工業株式会社 | 金属部材の製造装置および方法、金属部材の製造システム、遮へい部材 |
-
2000
- 2000-09-13 JP JP2000278065A patent/JP3572513B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008197068A (ja) * | 2007-02-15 | 2008-08-28 | Toshiba Corp | 廃棄ケーブル処理装置及び方法 |
| JP4672685B2 (ja) * | 2007-02-15 | 2011-04-20 | 株式会社東芝 | 廃棄ケーブル処理装置及び方法 |
| JP2021103039A (ja) * | 2019-12-25 | 2021-07-15 | 三菱重工業株式会社 | 金属部材の製造装置および方法、金属部材の製造システム、遮へい部材 |
| JP7344788B2 (ja) | 2019-12-25 | 2023-09-14 | 三菱重工業株式会社 | 金属部材の製造装置および方法、金属部材の製造システム、遮へい部材 |
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| JP3572513B2 (ja) | 2004-10-06 |
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