JP2581836B2 - 溶融炉 - Google Patents
溶融炉Info
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- JP2581836B2 JP2581836B2 JP2287871A JP28787190A JP2581836B2 JP 2581836 B2 JP2581836 B2 JP 2581836B2 JP 2287871 A JP2287871 A JP 2287871A JP 28787190 A JP28787190 A JP 28787190A JP 2581836 B2 JP2581836 B2 JP 2581836B2
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- Japan
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- melt
- melting tank
- electrode
- wall
- melting furnace
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- Resistance Heating (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、溶融炉に係り、特に、溶融槽内で被溶解物
を溶解させた場合、溶融物から分離した導電性堆積物に
よる影響を低減するものである。
を溶解させた場合、溶融物から分離した導電性堆積物に
よる影響を低減するものである。
「従来の技術」 一般に、溶融炉にあっては、溶融槽における対向状態
の電極の間に被溶解物を投入し、被溶解物または溶融物
が導電性を有していることを利用して、電極間に電流を
流して抵抗発熱を生じさせ、被溶解物の溶解を継続して
行なうようにしている。
の電極の間に被溶解物を投入し、被溶解物または溶融物
が導電性を有していることを利用して、電極間に電流を
流して抵抗発熱を生じさせ、被溶解物の溶解を継続して
行なうようにしている。
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。
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。
第３図及び第４図は、溶融炉の従来例を示すもので、
耐火物、断熱材等を複合させた構造物で囲まれた溶融槽
１の側部壁２に、先端面を内方に臨ませた一対の電極３
が水平対向状態に設けられ、また、溶融槽１の底部壁４
の中心に、上面を溶融槽１の内部に臨ませた底部電極５
が設けられるとともに、溶融槽１の天井壁６には、被溶
解物の投入を行なうための原料供給口７や発生したオフ
ガスの排出口（図示略）等が配設される。
耐火物、断熱材等を複合させた構造物で囲まれた溶融槽
１の側部壁２に、先端面を内方に臨ませた一対の電極３
が水平対向状態に設けられ、また、溶融槽１の底部壁４
の中心に、上面を溶融槽１の内部に臨ませた底部電極５
が設けられるとともに、溶融槽１の天井壁６には、被溶
解物の投入を行なうための原料供給口７や発生したオフ
ガスの排出口（図示略）等が配設される。
このような溶融炉においては、被溶解物が前述の高レ
ベル放射性廃棄物（廃液）やガラス材料であると、一対
の電極３の間、あるいは、電極３と底部電極５との間に
介在する導電体である溶融物Ｘに電流を流すことによっ
て、抵抗発熱を生じさせて高温状態を維持し、溶融物Ｘ
である溶融ガラスの中に放射性元素等を取り込み、溶融
ガラスの中に十分な量の放射性元素を混入させた状態と
した後、底部電極５と一対の電極３との間にも電流を流
して、底部電極５の近傍の溶融物（放射性元素を取り込
んだ状態の溶融混合物）Ｘを加熱して流動性を高め、溶
融混合物Ｘを底部壁４の底部電極５に明けた排出口８及
びその下部の流下ノズル９から容器（キャニスター）に
流下させて必要量充填し、その後の冷却によって徐々に
固化状態に導く固化処理が行なわれる。
ベル放射性廃棄物（廃液）やガラス材料であると、一対
の電極３の間、あるいは、電極３と底部電極５との間に
介在する導電体である溶融物Ｘに電流を流すことによっ
て、抵抗発熱を生じさせて高温状態を維持し、溶融物Ｘ
である溶融ガラスの中に放射性元素等を取り込み、溶融
ガラスの中に十分な量の放射性元素を混入させた状態と
した後、底部電極５と一対の電極３との間にも電流を流
して、底部電極５の近傍の溶融物（放射性元素を取り込
んだ状態の溶融混合物）Ｘを加熱して流動性を高め、溶
融混合物Ｘを底部壁４の底部電極５に明けた排出口８及
びその下部の流下ノズル９から容器（キャニスター）に
流下させて必要量充填し、その後の冷却によって徐々に
固化状態に導く固化処理が行なわれる。
［発明が解決しようとする課題」 しかし、溶融槽１の内部においては、高温状態となっ
た溶融混合物Ｘの対流によって攪拌現象が生じる一方
で、前記被溶解物が高レベル放射性廃棄物やガラス材料
である場合には、その中に含まれている比重の大きな例
えば白金族系金属等の重金属が溶融物Ｘから分離して沈
降することにより、底部壁４の傾斜内壁面10にスラッジ
状に堆積する導電性堆積物Ｓが生じ易くなる。
た溶融混合物Ｘの対流によって攪拌現象が生じる一方
で、前記被溶解物が高レベル放射性廃棄物やガラス材料
である場合には、その中に含まれている比重の大きな例
えば白金族系金属等の重金属が溶融物Ｘから分離して沈
降することにより、底部壁４の傾斜内壁面10にスラッジ
状に堆積する導電性堆積物Ｓが生じ易くなる。
この導電性堆積物Ｓが第３図に示すように、傾斜内壁
面10に沿って一対の電極３の間を接続するように集積し
た状態となると、電極３が電気的に短絡され性能が低下
し、運転継続が不能となる恐れがある。
面10に沿って一対の電極３の間を接続するように集積し
た状態となると、電極３が電気的に短絡され性能が低下
し、運転継続が不能となる恐れがある。
溶融槽１の傾斜内壁面10への導電性堆積物Ｓの付着を
低減するためには、第３図に示すように、傾斜内壁面10
の傾斜角θを例えば53度として、傾斜内壁面10の合わせ
目を含めた傾斜を安息角以上とすることが有効である
が、この傾斜角θを大きくすると、一対の電極３の通電
による抵抗発熱だけでは、溶融槽１の底部近傍に加熱む
らによる低温部分が生じて、溶融混合物Ｘの流動性が低
下するとともに、また、溶融混合物Ｘの流下時には底部
電極５を利用した加熱時間が長くかかって作業性が低下
する等の難点がある。
低減するためには、第３図に示すように、傾斜内壁面10
の傾斜角θを例えば53度として、傾斜内壁面10の合わせ
目を含めた傾斜を安息角以上とすることが有効である
が、この傾斜角θを大きくすると、一対の電極３の通電
による抵抗発熱だけでは、溶融槽１の底部近傍に加熱む
らによる低温部分が生じて、溶融混合物Ｘの流動性が低
下するとともに、また、溶融混合物Ｘの流下時には底部
電極５を利用した加熱時間が長くかかって作業性が低下
する等の難点がある。
本発明は、このような課題を有効に解決しようとする
ものであり、傾斜内壁面に重金属等が堆積した場合にお
ける電気的短絡による不具合の発生を防止すること、導
電性堆積物の量による影響をなくすこと、底部壁付近の
溶融物の対流攪拌を頻繁に行なって排出口からの流下性
を向上させること等を目的としている。
ものであり、傾斜内壁面に重金属等が堆積した場合にお
ける電気的短絡による不具合の発生を防止すること、導
電性堆積物の量による影響をなくすこと、底部壁付近の
溶融物の対流攪拌を頻繁に行なって排出口からの流下性
を向上させること等を目的としている。
「課題を解決するための手段」 本発明にあっては、前記課題を解決するために、電極
の間に介在する導電体に通電することによって抵抗発熱
させ、溶融槽内に投入された被溶解物を溶融状態として
底部壁の排出口から流下させるものであるが、前記電極
が、溶融槽の天井壁から下向きに溶融槽の側部壁の内面
から離間した状態に吊持されかつ溶融物の液位より下方
位置まで突出させられる上部電極と、排出口近傍の底部
壁に一体化され上部電極と上下対向状態の下部電極とに
より構成される溶融炉としている。
の間に介在する導電体に通電することによって抵抗発熱
させ、溶融槽内に投入された被溶解物を溶融状態として
底部壁の排出口から流下させるものであるが、前記電極
が、溶融槽の天井壁から下向きに溶融槽の側部壁の内面
から離間した状態に吊持されかつ溶融物の液位より下方
位置まで突出させられる上部電極と、排出口近傍の底部
壁に一体化され上部電極と上下対向状態の下部電極とに
より構成される溶融炉としている。
「作用」 一対の電極への通電により、その間に介在する導電体
を抵抗発熱させて、被溶解物を溶融状態にする場合、一
対の電極が上下対向状態に配置されているので、その対
向部分の近傍、つまり、溶融槽中心部の溶融物を高温状
態として上昇力を生じさせ、一方、側部壁近傍位置の溶
融物を下降させる対流現象によって、溶融槽内全体の溶
融物の攪拌がなされる。
を抵抗発熱させて、被溶解物を溶融状態にする場合、一
対の電極が上下対向状態に配置されているので、その対
向部分の近傍、つまり、溶融槽中心部の溶融物を高温状
態として上昇力を生じさせ、一方、側部壁近傍位置の溶
融物を下降させる対流現象によって、溶融槽内全体の溶
融物の攪拌がなされる。
この場合にあって、重金属等が分離沈降して、底部壁
内面に導電性堆積物が生じた場合は、導電性堆積物が下
部電極に接触するものの、上部電極はその上方に位置し
かつ側部壁の内面から離間した状態であるために、導電
性堆積物に接触することが阻止され、導電性堆積物を経
由して電気的短絡による不具合が生じることがなく、そ
して、導電性堆積物の量による影響を受けない。
内面に導電性堆積物が生じた場合は、導電性堆積物が下
部電極に接触するものの、上部電極はその上方に位置し
かつ側部壁の内面から離間した状態であるために、導電
性堆積物に接触することが阻止され、導電性堆積物を経
由して電気的短絡による不具合が生じることがなく、そ
して、導電性堆積物の量による影響を受けない。
また、排出口近傍の溶融物は、下部電極への通電中、
その近傍の溶融物が抵抗発熱状態となっているため、流
動性の高い高温状態を維持しており、任意時に排出口か
ら流下可能である。
その近傍の溶融物が抵抗発熱状態となっているため、流
動性の高い高温状態を維持しており、任意時に排出口か
ら流下可能である。
「実施例」 以下、本発明における溶融炉の一実施例を第１図及び
第２図に基づいて説明する。
第２図に基づいて説明する。
該一実施例における溶融炉にあっては、溶融槽１の中
の導電体に通電することによって抵抗発熱させ、溶融槽
１に投入された被溶解物を溶融状態として、溶融槽１に
おける底部壁４の排出口８から流下させるものである
が、側部壁２の内面が円筒状、底部壁４の内面が円錐状
とされ、天井壁６と底部壁４とに、上下対向状態の上部
電極3Aと下部電極3Bとが配設される。
の導電体に通電することによって抵抗発熱させ、溶融槽
１に投入された被溶解物を溶融状態として、溶融槽１に
おける底部壁４の排出口８から流下させるものである
が、側部壁２の内面が円筒状、底部壁４の内面が円錐状
とされ、天井壁６と底部壁４とに、上下対向状態の上部
電極3Aと下部電極3Bとが配設される。
前記上部電極3Aは、第１図及び第２図に示すように、
例えば概略丸棒状であり、天井壁６から下向きに溶融槽
１の側部壁２の内面から離間した吊持状態に支持される
とともに、その下部に下方に突出状態のテーパ状電極面
11が設けられ、該テーパ状電極面11の上に下部を広げた
状態のテーパ状段部12が設けられており、テーパ状段部
12の近傍に、溶融物Ｘの液位WLが位置するように設定さ
れている。
例えば概略丸棒状であり、天井壁６から下向きに溶融槽
１の側部壁２の内面から離間した吊持状態に支持される
とともに、その下部に下方に突出状態のテーパ状電極面
11が設けられ、該テーパ状電極面11の上に下部を広げた
状態のテーパ状段部12が設けられており、テーパ状段部
12の近傍に、溶融物Ｘの液位WLが位置するように設定さ
れている。
前記下部電極3Bは、その中心部に上下方向に貫通状態
の前記排出口８が明けられているとともに、上面に上方
を広げかつ傾斜内壁面10に緩やかに接続される案内面13
が形成されて、底部壁４に埋設されている。
の前記排出口８が明けられているとともに、上面に上方
を広げかつ傾斜内壁面10に緩やかに接続される案内面13
が形成されて、底部壁４に埋設されている。
そして、前記底部壁４の傾斜角θは、例えば安息角45
度を確保するように設定される。
度を確保するように設定される。
なお、第１図及び第２図において、符号14はオフガス
排出管である。
排出管である。
このように構成されている溶融炉において、上部電極
3Aと下部電極3Bとに通電を行なうとともに、原料供給口
７を経由して、放射性廃液等の廃棄物及び被溶解物（ガ
ラス材料等）の供給を開始すると、被溶解物が溶融状態
となることによって、溶融物Ｘの中への放射性固形物の
取り込みがなされるとともに、水蒸気、揮発性ガス等の
混合した状態のオフガスが発生し、該オフガスはオフガ
ス排出管14から溶融炉の系外に導かれて必要な処理がな
される。
3Aと下部電極3Bとに通電を行なうとともに、原料供給口
７を経由して、放射性廃液等の廃棄物及び被溶解物（ガ
ラス材料等）の供給を開始すると、被溶解物が溶融状態
となることによって、溶融物Ｘの中への放射性固形物の
取り込みがなされるとともに、水蒸気、揮発性ガス等の
混合した状態のオフガスが発生し、該オフガスはオフガ
ス排出管14から溶融炉の系外に導かれて必要な処理がな
される。
この場合、円筒形状の溶融槽１の中で、その中心に位
置する一対の電極3A・3Bの間に介在する溶融物Ｘを抵抗
発熱させるものとなるので、溶融物Ｘに流れる電流の電
流分布が、第１図に破線のモデル線で示すように、ほぼ
垂直に沿うものとなり、一対の電極3A・3Bの対向部分の
近傍、つまり、溶融槽１の中心部の溶融物Ｘを高温状態
として対流現象によって上昇させ、一方、側部壁２の近
傍に位置する溶融物Ｘを下降させる循環が頻繁に行なわ
れ、溶融槽１の内部全体の溶融物Ｘの攪拌により、温度
むらを少なくしながら加熱が行なわれる。
置する一対の電極3A・3Bの間に介在する溶融物Ｘを抵抗
発熱させるものとなるので、溶融物Ｘに流れる電流の電
流分布が、第１図に破線のモデル線で示すように、ほぼ
垂直に沿うものとなり、一対の電極3A・3Bの対向部分の
近傍、つまり、溶融槽１の中心部の溶融物Ｘを高温状態
として対流現象によって上昇させ、一方、側部壁２の近
傍に位置する溶融物Ｘを下降させる循環が頻繁に行なわ
れ、溶融槽１の内部全体の溶融物Ｘの攪拌により、温度
むらを少なくしながら加熱が行なわれる。
また、溶融槽１の内部の対流現象による溶融物Ｘの循
環作用は、中央部分の上昇流とその回りの下降流とによ
って行なわれ、かつ、最下部位置に下部電極3Bが存在し
てこの近傍まで抵抗発熱が生じることに基づいて、溶融
槽１が全体的に比較的深い場合でも、加熱むらの発生を
抑制することになる。
環作用は、中央部分の上昇流とその回りの下降流とによ
って行なわれ、かつ、最下部位置に下部電極3Bが存在し
てこの近傍まで抵抗発熱が生じることに基づいて、溶融
槽１が全体的に比較的深い場合でも、加熱むらの発生を
抑制することになる。
そして、溶融物Ｘから重金属等が分離して沈降するこ
とにより、傾斜内壁面10に達して集積状態となって、導
電性堆積物Ｓが次第に増加する場合においては、第１図
に示すように、上部電極3Aの下部と傾斜内壁面10との間
に、比較的大きな空隙が形成されていることにより、上
部電極3Aと導電性堆積物Ｓとが直接接触することが阻止
され、したがって導電性堆積物Ｓが増加した場合でも、
上部電極3Aが側部壁２の内面から離間した状態であるた
めに、電気的短絡による不具合が生じることがない。
とにより、傾斜内壁面10に達して集積状態となって、導
電性堆積物Ｓが次第に増加する場合においては、第１図
に示すように、上部電極3Aの下部と傾斜内壁面10との間
に、比較的大きな空隙が形成されていることにより、上
部電極3Aと導電性堆積物Ｓとが直接接触することが阻止
され、したがって導電性堆積物Ｓが増加した場合でも、
上部電極3Aが側部壁２の内面から離間した状態であるた
めに、電気的短絡による不具合が生じることがない。
一方、溶融物（溶融混合物）Ｘを流下ノズル９から、
溶融槽１の外部に流下させる場合は、下部電極3Bへの通
電が行なわれている間、排出口８の近傍に位置する溶融
物Ｘが高温状態の流動性の高いものに保持されているの
で、流下ノズル９を開放することにより、任意時に流下
させることができるものとなる。このため、原料供給口
７から、例えば連続的に被溶解物等を投入するととも
に、流下ノズル９から連続または断続的に溶融物Ｘを流
下させる等の運転を行なうことが可能となる。
溶融槽１の外部に流下させる場合は、下部電極3Bへの通
電が行なわれている間、排出口８の近傍に位置する溶融
物Ｘが高温状態の流動性の高いものに保持されているの
で、流下ノズル９を開放することにより、任意時に流下
させることができるものとなる。このため、原料供給口
７から、例えば連続的に被溶解物等を投入するととも
に、流下ノズル９から連続または断続的に溶融物Ｘを流
下させる等の運転を行なうことが可能となる。
なお、溶融槽１の側部壁２及び底部壁４の形状は、第
１図及び第２図に示した円筒形、円錐状以外とすること
ができ、この場合、一対の電極3A・3Bの横断形状は、側
部壁２の横断形状にほぼ相似させた形状とする等により
対応することができる。
１図及び第２図に示した円筒形、円錐状以外とすること
ができ、この場合、一対の電極3A・3Bの横断形状は、側
部壁２の横断形状にほぼ相似させた形状とする等により
対応することができる。
「発明の効果」 以上説明したように、本発明に係る溶融炉によれば、
次のような優れた効果を奏するものとなる。
次のような優れた効果を奏するものとなる。
（ａ）上部電極と下部電極とを上下対向状態に配置する
ことによって、被溶解物に重金属が混入している場合で
あっても、導電性堆積物の影響が一対の電極による通電
に影響を及ぼすことがなく、かつ、溶融槽の内面に重金
属等が堆積した場合においても、電気的短絡による不具
合の発生を防止することができる。
ことによって、被溶解物に重金属が混入している場合で
あっても、導電性堆積物の影響が一対の電極による通電
に影響を及ぼすことがなく、かつ、溶融槽の内面に重金
属等が堆積した場合においても、電気的短絡による不具
合の発生を防止することができる。
（ｂ）上部電極と下部電極との上下対向部分の近傍が加
熱範囲となるので、溶融物の加熱高さを大きくし、か
つ、加熱範囲の回りに下降流を生じさせて、対流現象を
利用して溶融物の攪拌を頻繁に行ない、均質な溶融物を
得ることができる。
熱範囲となるので、溶融物の加熱高さを大きくし、か
つ、加熱範囲の回りに下降流を生じさせて、対流現象を
利用して溶融物の攪拌を頻繁に行ない、均質な溶融物を
得ることができる。
（ｃ）溶融槽の排出口の近傍に、下部電極による加熱部
分が存在するので、一対の電極の通電時においては、溶
融槽下部の溶融物の高温状態が維持され、排出口からの
溶融物や導電性堆積物の流下を円滑に行ない得るととも
に、必要に応じて任意時に流下させることができる。
分が存在するので、一対の電極の通電時においては、溶
融槽下部の溶融物の高温状態が維持され、排出口からの
溶融物や導電性堆積物の流下を円滑に行ない得るととも
に、必要に応じて任意時に流下させることができる。
（ｄ）上記により、被溶解物の連続投入や溶融混合物の
連続流下等の連続運転性を付与することができる。
連続流下等の連続運転性を付与することができる。
第１図は本発明に係る溶融炉の一実施例を示す正断面
図、第２図は第１図のII−II線矢視図、第３図は溶融炉
の従来例を示す正断面図、第４図は第３図のIV−IV線矢
視図である。 １……溶融槽、 ２……側部壁、 3A……上部電極（電極）、 3B……下部電極（電極）、 ４……底部壁、 ６……天井壁、 ７……原料供給口、 ８……排出口、 ９……流下ノズル、 10……傾斜内壁面、 11……テーパ状電極面、 12……テーパ状段部、 13……案内面、 14……オフガス排出管、 Ｘ……溶融物（溶融混合物）、 WL……液位、 Ｓ……導電性堆積物、 θ……傾斜角。
図、第２図は第１図のII−II線矢視図、第３図は溶融炉
の従来例を示す正断面図、第４図は第３図のIV−IV線矢
視図である。 １……溶融槽、 ２……側部壁、 3A……上部電極（電極）、 3B……下部電極（電極）、 ４……底部壁、 ６……天井壁、 ７……原料供給口、 ８……排出口、 ９……流下ノズル、 10……傾斜内壁面、 11……テーパ状電極面、 12……テーパ状段部、 13……案内面、 14……オフガス排出管、 Ｘ……溶融物（溶融混合物）、 WL……液位、 Ｓ……導電性堆積物、 θ……傾斜角。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂井 彰 東京都江東区豊洲３丁目２番16号 石川 島播磨重工業株式会社豊州総合事務所内 (56)参考文献 特開 平４−214038（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−16320（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−195540（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−107200（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】電極の間に介在する導電体に通電すること
によって抵抗発熱させ、溶融槽内に投入された被溶解物
を溶融状態として底部壁の排出口から流下させる溶融炉
において、前記電極が、溶融槽の天井壁から下向きに溶
融槽の側部壁の内面から離間した状態に吊持されかつ溶
融物の液位より下方位置まで突出させられる上部電極
と、排出口近傍の底部壁に一体化され上部電極と上下対
向状態の下部電極とにより構成されることを特徴とする
溶融炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2287871A JP2581836B2 (ja) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | 溶融炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2287871A JP2581836B2 (ja) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | 溶融炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04161897A JPH04161897A (ja) | 1992-06-05 |
| JP2581836B2 true JP2581836B2 (ja) | 1997-02-12 |
Family
ID=17722825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2287871A Expired - Lifetime JP2581836B2 (ja) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | 溶融炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2581836B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2426328A1 (de) * | 1974-05-29 | 1975-12-11 | Sorg Nikolaus Ingbuero | Wannenofen zum kontinuierlichen schmelzen von mineralstoffen |
-
1990
- 1990-10-25 JP JP2287871A patent/JP2581836B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04161897A (ja) | 1992-06-05 |
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