JP2529427B2 - ガラス溶融炉 - Google Patents
ガラス溶融炉Info
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- JP2529427B2 JP2529427B2 JP1324304A JP32430489A JP2529427B2 JP 2529427 B2 JP2529427 B2 JP 2529427B2 JP 1324304 A JP1324304 A JP 1324304A JP 32430489 A JP32430489 A JP 32430489A JP 2529427 B2 JP2529427 B2 JP 2529427B2
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- melting
- melting furnace
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
- C03B5/02—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating
- C03B5/027—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating by passing an electric current between electrodes immersed in the glass bath, i.e. by direct resistance heating
- C03B5/0275—Shaft furnaces
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- Materials Engineering (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、ガラス溶融炉に係り、特に、ガラス溶融炉
底部の堆積物の発生を抑制するようにしたガラス溶融炉
（以下、溶融炉と略す）に関するものである。
底部の堆積物の発生を抑制するようにしたガラス溶融炉
（以下、溶融炉と略す）に関するものである。
「従来の技術」 従来、溶融炉にあっては、溶融槽の対向状態の電極の
間に被溶解物を投入し、被溶解物またはその溶解物が導
電性を有していることを利用して、電極間に電流を流し
て抵抗発熱させることにより、被溶解物の溶解を促進さ
せるようにしている。
間に被溶解物を投入し、被溶解物またはその溶解物が導
電性を有していることを利用して、電極間に電流を流し
て抵抗発熱させることにより、被溶解物の溶解を促進さ
せるようにしている。
上記被溶解物の一例としては、例えば、高レベル放射
性廃棄物（廃液）の固化処理に用いられるガラスが挙げ
られる。
性廃棄物（廃液）の固化処理に用いられるガラスが挙げ
られる。
「発明が解決しようとする課題」 ところで、上記溶融炉にあっては、被溶解物の中に重
金属等の比重の大きな物質が含まれていると、被溶解物
の溶解が進むのに伴って、重金属等が溶解物（溶融部
分）の中を沈降して溶融槽の内底部に堆積する傾向があ
る。
金属等の比重の大きな物質が含まれていると、被溶解物
の溶解が進むのに伴って、重金属等が溶解物（溶融部
分）の中を沈降して溶融槽の内底部に堆積する傾向があ
る。
一方、一部の溶融炉にあっては、重金属等が溶融槽の
内底部に堆積することを防止するために、内底部に傾斜
をつける等の手段を講じているが、この場合において
も、高導電性物質が大量に集積すると、内底部付近の電
流密度が高くなって局部発熱したり、電極間が短絡した
りする懸念があり、また、内底部に電流が集中した場合
には、溶融槽の上層に投入された被溶解物の発熱量がそ
の分だけ少なくなって、溶融状態に至らない部分が生じ
て、新たな被溶解物の供給が制限を受けるとともに、被
溶解物の溶融処理量の低下を招くことになる。さらに、
集積した重金属等が溶融槽底部の流下ノズルに入り込ん
で凝固した状態となると、流下ノズルの閉塞現象が生じ
易くなる。
内底部に堆積することを防止するために、内底部に傾斜
をつける等の手段を講じているが、この場合において
も、高導電性物質が大量に集積すると、内底部付近の電
流密度が高くなって局部発熱したり、電極間が短絡した
りする懸念があり、また、内底部に電流が集中した場合
には、溶融槽の上層に投入された被溶解物の発熱量がそ
の分だけ少なくなって、溶融状態に至らない部分が生じ
て、新たな被溶解物の供給が制限を受けるとともに、被
溶解物の溶融処理量の低下を招くことになる。さらに、
集積した重金属等が溶融槽底部の流下ノズルに入り込ん
で凝固した状態となると、流下ノズルの閉塞現象が生じ
易くなる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、電極間の
通電時に導電性物質を溶融炉の上方に向けて駆動して、
溶融槽内の撹拌と重金属等の堆積防止とを行なうことを
目的とするものである。
通電時に導電性物質を溶融炉の上方に向けて駆動して、
溶融槽内の撹拌と重金属等の堆積防止とを行なうことを
目的とするものである。
「課題を解決するための手段」 上記目的を達成するため、溶融槽内に投入された被溶
解物に通電して発熱させる電極を対向状態に設け、溶融
槽の底部近傍に前記電極間の電流方向と交差する方向に
電界を発生させる対向磁極を設けた溶融炉としている。
解物に通電して発熱させる電極を対向状態に設け、溶融
槽の底部近傍に前記電極間の電流方向と交差する方向に
電界を発生させる対向磁極を設けた溶融炉としている。
「作用」 電極間に電流を流しているときに、その電流方向と交
差する磁束を発生させると、フレミングの左手の法則に
従って、導電性層が電流及び磁束の方向に対して直交す
る方向、つまり、溶融槽の内底部から離間して上方に向
かう方向に、順次移動させられることになり、溶融部分
の撹拌作用や均質化作用が生じる。
差する磁束を発生させると、フレミングの左手の法則に
従って、導電性層が電流及び磁束の方向に対して直交す
る方向、つまり、溶融槽の内底部から離間して上方に向
かう方向に、順次移動させられることになり、溶融部分
の撹拌作用や均質化作用が生じる。
「実施例」 以下、図面を参照して本発明に係る溶融炉の一実施例
を説明する。
を説明する。
該溶融炉は、第１図及び第２図に示すように、溶融槽
１における炉壁２の両側部に、一対の電極３・４が水平
対向状態に設けられ、溶融槽１の部分は、４本の支柱５
によって支持されているとともに、前記電極３・４より
下方の位置には、全体として四辺形状に組み合わせられ
た鉄芯６〜９が炉壁２を囲むように設けられており、こ
れらの鉄芯６〜９も支柱10によって支持されている。
１における炉壁２の両側部に、一対の電極３・４が水平
対向状態に設けられ、溶融槽１の部分は、４本の支柱５
によって支持されているとともに、前記電極３・４より
下方の位置には、全体として四辺形状に組み合わせられ
た鉄芯６〜９が炉壁２を囲むように設けられており、こ
れらの鉄芯６〜９も支柱10によって支持されている。
また、対向する鉄芯６・８には、それぞれコイル11・
12が巻回され、これらの鉄芯６・８に隣接して対向する
鉄芯７・９には、前記コイル11・12によって発生した磁
束を電極３・４の間に投入された被溶解物あるいはその
溶解物（溶融部分）に交差するように集中させるための
磁極13・14がそれぞれ形成されている。
12が巻回され、これらの鉄芯６・８に隣接して対向する
鉄芯７・９には、前記コイル11・12によって発生した磁
束を電極３・４の間に投入された被溶解物あるいはその
溶解物（溶融部分）に交差するように集中させるための
磁極13・14がそれぞれ形成されている。
そして、前記コイル11・12は、電極３・４とともに例
えば交流電源等に接続されて、電極３・４間を流れる電
流方向に対して、反時計方向に90度ずれた方向に磁束を
発生させるように、同期電流を給電するように設定され
る。
えば交流電源等に接続されて、電極３・４間を流れる電
流方向に対して、反時計方向に90度ずれた方向に磁束を
発生させるように、同期電流を給電するように設定され
る。
さらに、前記溶融槽１の底部には、第３図に示すよう
に、溶解物の取出口1aが形成されるとともに、溶融槽１
の底面は、取出口1aに向けて溶解物を流動させるべく緩
やかに傾斜させられた形状とされている。
に、溶解物の取出口1aが形成されるとともに、溶融槽１
の底面は、取出口1aに向けて溶解物を流動させるべく緩
やかに傾斜させられた形状とされている。
以上のように構成された溶融炉において、被溶解物と
して、例えば、高レベル放射性廃液を含浸させたガラス
等を炉内に投入するとともに、その一部を溶解させる等
により、溶融部分に導電性が生じた状態にして、電極３
・４の間に電流を流すと、溶融部分が抵抗発熱（ジュー
ル発熱）し、溶融槽１の中に投入された被溶解物の溶解
が進んで、溶融部分が次第に拡大されることにより溶融
槽１の全体に広がる。
して、例えば、高レベル放射性廃液を含浸させたガラス
等を炉内に投入するとともに、その一部を溶解させる等
により、溶融部分に導電性が生じた状態にして、電極３
・４の間に電流を流すと、溶融部分が抵抗発熱（ジュー
ル発熱）し、溶融槽１の中に投入された被溶解物の溶解
が進んで、溶融部分が次第に拡大されることにより溶融
槽１の全体に広がる。
一方、前記コイル11・12に、電極３・４間の電流と同
期した電流を流すと、第２図に示すように、電流Ｉの方
向に対して反時計方向に90度ずれた磁界φが生じ、この
磁界と電流とによって、電流の流れている溶融部分に
は、フレミング左手の法則に従う力が、第２図において で示すように、手前に向かう方向に付与される。このよ
うな電磁力により、溶融部分（導電層）が、溶融槽１の
上部に向けて第３図に矢印Ｆで示すように駆動させら
れ、溶融部分の移動とともに全体が撹拌されて、溶融部
分の比重の大小によって分離することなく、撹拌混合さ
れることになる。
期した電流を流すと、第２図に示すように、電流Ｉの方
向に対して反時計方向に90度ずれた磁界φが生じ、この
磁界と電流とによって、電流の流れている溶融部分に
は、フレミング左手の法則に従う力が、第２図において で示すように、手前に向かう方向に付与される。このよ
うな電磁力により、溶融部分（導電層）が、溶融槽１の
上部に向けて第３図に矢印Ｆで示すように駆動させら
れ、溶融部分の移動とともに全体が撹拌されて、溶融部
分の比重の大小によって分離することなく、撹拌混合さ
れることになる。
溶融槽１の底部近傍に磁極13・14が設けられている
と、比重が大きいため溶融槽１の内底部に重金属が沈降
し始めた場合においても、この部分に磁界を作用させる
とともに、高導電性層の電流密度が高くなって電流が集
中し易くなることを利用して、撹拌を促進させることが
できる。
と、比重が大きいため溶融槽１の内底部に重金属が沈降
し始めた場合においても、この部分に磁界を作用させる
とともに、高導電性層の電流密度が高くなって電流が集
中し易くなることを利用して、撹拌を促進させることが
できる。
すなわち、第３図にないし第５図において、電流の方
向を矢印Ｉ、磁束の方向を記号（図面の向こうに向か
う方向）で表すように設定すると、高導電性層（堆積
層）Ａがある場合には、その部分に矢印Ｆで示す駆動力
が付与されるので、該高導電性層Ａを上方に向けて移動
して溶融槽１の内定部から離間させることができる。
向を矢印Ｉ、磁束の方向を記号（図面の向こうに向か
う方向）で表すように設定すると、高導電性層（堆積
層）Ａがある場合には、その部分に矢印Ｆで示す駆動力
が付与されるので、該高導電性層Ａを上方に向けて移動
して溶融槽１の内定部から離間させることができる。
また、第４図に示すように、有効磁界範囲Ｂが高導電
性層Ａの全域よりも大きいとして説明すると、高導電性
層Ａを全体的に上方に駆動させて、第５図に示すよう
に、溶融槽１の内底部から離間させ、次いで、破線の矢
印で示すように対流させることができる。溶解物の下降
流は、有効磁界範囲Ｂから水平方向に離間した位置、第
２図例で説明すると、記号で示す部分等に生じる。
性層Ａの全域よりも大きいとして説明すると、高導電性
層Ａを全体的に上方に駆動させて、第５図に示すよう
に、溶融槽１の内底部から離間させ、次いで、破線の矢
印で示すように対流させることができる。溶解物の下降
流は、有効磁界範囲Ｂから水平方向に離間した位置、第
２図例で説明すると、記号で示す部分等に生じる。
したがって、このような第３図ないし第５図で示した
高導電性層Ａの駆動は、溶融炉の運転開始後において、
高導電性層Ａの発生が認められた場合に磁束を発生させ
て、高導電性層Ａの部分に電流を集中させて積極的に移
動撹拌し、均質化を図るなどの応用がなされる。
高導電性層Ａの駆動は、溶融炉の運転開始後において、
高導電性層Ａの発生が認められた場合に磁束を発生させ
て、高導電性層Ａの部分に電流を集中させて積極的に移
動撹拌し、均質化を図るなどの応用がなされる。
なお、溶融槽、電極、コイル、鉄心等、上記溶融炉の
構成部品の具体的形状及び配置は、上記一実施例に限定
されるものではなく、例えば電極の対向方向が若干水平
からずれている場合への応用も可能であり、また、電極
に流す電流を直流とすることも可能で、この場合は、コ
イルに電流を流すかあるいは永久磁石を採用する。さら
に、磁界を発生させて導電性層を駆動する時期は、前述
の例の他に、溶融炉の運転時間の一部だけ運転、例えば
間欠運転としたり、溶解物（溶融物質）の取り出し時等
とすることができる。
構成部品の具体的形状及び配置は、上記一実施例に限定
されるものではなく、例えば電極の対向方向が若干水平
からずれている場合への応用も可能であり、また、電極
に流す電流を直流とすることも可能で、この場合は、コ
イルに電流を流すかあるいは永久磁石を採用する。さら
に、磁界を発生させて導電性層を駆動する時期は、前述
の例の他に、溶融炉の運転時間の一部だけ運転、例えば
間欠運転としたり、溶解物（溶融物質）の取り出し時等
とすることができる。
「発明の効果」 以上の説明で明らかなように、本発明に係る溶融炉に
よれば、溶融部分に流れる電流と磁束とを交差させて、
導電性槽を溶融層の上方等に駆動するものであるから、 （ａ）電極間に電流が流れているときに、磁束を交差さ
せることにより、溶融部分が駆動撹拌されて、溶解物全
体の均質化を図ることができる。
よれば、溶融部分に流れる電流と磁束とを交差させて、
導電性槽を溶融層の上方等に駆動するものであるから、 （ａ）電極間に電流が流れているときに、磁束を交差さ
せることにより、溶融部分が駆動撹拌されて、溶解物全
体の均質化を図ることができる。
（ｂ）沈降し易い重金属等がその高導電性によって、電
流密度が高くなることを利用して電流を集中させ、溶融
炉の上方への駆動を行ない、重金属等の堆積防止、電極
の短絡防止、取出口の閉塞防止等を図ることができる。
流密度が高くなることを利用して電流を集中させ、溶融
炉の上方への駆動を行ない、重金属等の堆積防止、電極
の短絡防止、取出口の閉塞防止等を図ることができる。
（ｃ）溶解炉に投入された被溶解物が均一に溶解される
ため、新たな被溶解物の投入を容易にし、溶融炉の運転
効率を向上させることができる。
ため、新たな被溶解物の投入を容易にし、溶融炉の運転
効率を向上させることができる。
（ｄ）溶融部分に外部から磁束を交差させるものである
から、機械的運動部分がなく、メンテナンス性や耐熱性
の点で有利となる。
から、機械的運動部分がなく、メンテナンス性や耐熱性
の点で有利となる。
等の優れた効果を奏するものである。
第１図ないし第５図は本発明に係る溶融炉の一実施例を
示すもので、第１図は一部を断面した正面図、第２図は
平面図、第３図ないし第５図は溶融槽内に生じた高導電
性層の駆動及び撹拌作用の説明図である。 １……溶融槽、 1a……取出口、 ２……炉壁、 ３……電極、 ４……電極、 ５……支柱、 ６……鉄芯、 ７……鉄芯、 ８……鉄芯、 ９……鉄芯、 10……支柱、 11……コイル、 12……コイル、 13……磁極、 14……磁極。
示すもので、第１図は一部を断面した正面図、第２図は
平面図、第３図ないし第５図は溶融槽内に生じた高導電
性層の駆動及び撹拌作用の説明図である。 １……溶融槽、 1a……取出口、 ２……炉壁、 ３……電極、 ４……電極、 ５……支柱、 ６……鉄芯、 ７……鉄芯、 ８……鉄芯、 ９……鉄芯、 10……支柱、 11……コイル、 12……コイル、 13……磁極、 14……磁極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 正木 敏夫 茨城県那珂郡東海村大字村松４番地33 動力炉・核燃料開発事業団東海事業所内 (72)発明者 大村 豊 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石川島播磨重工業株式会社横浜第一工場 内
Claims (1)
- 【請求項１】溶融槽（１）内に投入された被溶解物に通
電して発熱させる電極（3,4）を対向状態に設け、溶融
槽の底部近傍に前記電極間の電流方向と交差する方向に
磁界を発生させる対向磁極（13,14）を設けたことを特
徴とするガラス溶融炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1324304A JP2529427B2 (ja) | 1989-12-14 | 1989-12-14 | ガラス溶融炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1324304A JP2529427B2 (ja) | 1989-12-14 | 1989-12-14 | ガラス溶融炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03187923A JPH03187923A (ja) | 1991-08-15 |
| JP2529427B2 true JP2529427B2 (ja) | 1996-08-28 |
Family
ID=18164312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1324304A Expired - Fee Related JP2529427B2 (ja) | 1989-12-14 | 1989-12-14 | ガラス溶融炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2529427B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0859935A1 (de) * | 1995-11-10 | 1998-08-26 | MGC-Plasma AG | Anlage und verfahren zum thermischen zersetzen, schmelzen, verglasen und zur wertstoffrückgewinnung aus abfall- und reststoffen unterschiedlichster art |
| WO2008010285A1 (fr) * | 2006-07-20 | 2008-01-24 | Kenzo Takahashi | Four de fusion avec agitateur et agitateur pour four de fusion |
| US7651656B2 (en) | 2006-07-20 | 2010-01-26 | Kenzo Takahashi | Melting furnace with agitator and agitator for melting furnace |
| JP5646138B2 (ja) * | 2008-06-27 | 2014-12-24 | 高橋 謙三 | 攪拌装置付溶解炉 |
| JP5126973B2 (ja) * | 2008-08-05 | 2013-01-23 | 一般財団法人電力中央研究所 | ガラス溶融炉 |
| JP2010090016A (ja) * | 2008-10-10 | 2010-04-22 | Ihi Corp | 導電性物質の堆積抑制方法及びガラス溶融炉 |
| JP5432812B2 (ja) * | 2010-05-06 | 2014-03-05 | 三建産業株式会社 | 非鉄金属用溶解炉及び非鉄金属の溶解方法 |
| JP5948405B1 (ja) * | 2014-12-26 | 2016-07-06 | 高橋 謙三 | 導電性金属の駆動方法及び駆動装置 |
-
1989
- 1989-12-14 JP JP1324304A patent/JP2529427B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03187923A (ja) | 1991-08-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |