JP2581837B2 - 溶融炉 - Google Patents
溶融炉Info
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- JP2581837B2 JP2581837B2 JP2287872A JP28787290A JP2581837B2 JP 2581837 B2 JP2581837 B2 JP 2581837B2 JP 2287872 A JP2287872 A JP 2287872A JP 28787290 A JP28787290 A JP 28787290A JP 2581837 B2 JP2581837 B2 JP 2581837B2
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- JP
- Japan
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- melting tank
- electrode
- electrodes
- melting furnace
- melting
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- Gasification And Melting Of Waste (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の対流によって撹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が生じ易くなり、特に、傾斜
内壁面10の合わせ目の部分は、四角錐形状に基づいて傾
斜が緩やかになるために、導電性堆積物Ｓの堆積量が多
くなる傾向を示す。
た溶融混合物Ｘの対流によって撹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が生じ易くなり、特に、傾斜
内壁面10の合わせ目の部分は、四角錐形状に基づいて傾
斜が緩やかになるために、導電性堆積物Ｓの堆積量が多
くなる傾向を示す。
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の低下
を引き起こし、運転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の低下
を引き起こし、運転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
目の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、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
あった。
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
目の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、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
あった。
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、溶融槽を深くすることなく、溶融槽の底部
への導電性堆積物の発生低減と、温度むら発生の防止と
を行なうことを目的としている。
ものであり、溶融槽を深くすることなく、溶融槽の底部
への導電性堆積物の発生低減と、温度むら発生の防止と
を行なうことを目的としている。
「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手段を提案し
ており、溶融槽内に収容される導電体に通電することに
よって抵抗発熱させ、被溶解物を溶融状態として溶融槽
底部の排出口から流下させる点で従来技術を踏襲するも
のであるが、溶融槽における底部が、下方を狭めた六角
以上の正多角錐状に形成され、かつ、一対の電極が水平
対向内方向に突出した平行状態に設けられている構成を
採用するものである。
ており、溶融槽内に収容される導電体に通電することに
よって抵抗発熱させ、被溶解物を溶融状態として溶融槽
底部の排出口から流下させる点で従来技術を踏襲するも
のであるが、溶融槽における底部が、下方を狭めた六角
以上の正多角錐状に形成され、かつ、一対の電極が水平
対向内方向に突出した平行状態に設けられている構成を
採用するものである。
「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、被溶解物を溶融状態にするが、一対の
電極が水平対向内方向に突出した平行状態であることに
より、一対の電極の間の導電体に流れる電流むらが少な
くなり、ほぼ均一な加熱が行なわれて溶融物の温度差が
少なくなる。また、溶融槽の底部が正多角錐状であるこ
とにより、構成壁の形成に当たって、耐火材や断熱材の
組み合わせ性が向上し、底部の傾斜を安息角以上とする
設定が容易になって、底部への導電性堆積物の発生を少
なくし、かつ、溶融槽の全体深さの増加を抑制する。
を抵抗発熱させ、被溶解物を溶融状態にするが、一対の
電極が水平対向内方向に突出した平行状態であることに
より、一対の電極の間の導電体に流れる電流むらが少な
くなり、ほぼ均一な加熱が行なわれて溶融物の温度差が
少なくなる。また、溶融槽の底部が正多角錐状であるこ
とにより、構成壁の形成に当たって、耐火材や断熱材の
組み合わせ性が向上し、底部の傾斜を安息角以上とする
設定が容易になって、底部への導電性堆積物の発生を少
なくし、かつ、溶融槽の全体深さの増加を抑制する。
「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
に設けた一対の電極３の間の導電体に通電することによ
って抵抗発熱を生じさせて、被溶解物を溶融状態とする
点、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から流下させる点で従来技術を踏襲してい
るので、共通する部分には同一符号を付してその説明を
簡略化するが、これらの構成に加えて、溶融槽１におけ
る側部壁２の横断形状が第１図に示すように、正12角形
とされ、かつ、側部壁２に連続して形成される底部壁４
は、第１図及び第２図に示すように、下方を狭めた12角
錐状とされており、そして、一対の電極３は、第１図に
示すように、その横断形状が梯形状とされるとともに、
第２図に示すように、側部壁２の内面よりも水平対向内
方向に突出して、側部壁２から離間するように、天井壁
６から吊持状態に設けられ、かつ、対向面が水平方向に
相互平行状態となるように設定される。
に設けた一対の電極３の間の導電体に通電することによ
って抵抗発熱を生じさせて、被溶解物を溶融状態とする
点、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から流下させる点で従来技術を踏襲してい
るので、共通する部分には同一符号を付してその説明を
簡略化するが、これらの構成に加えて、溶融槽１におけ
る側部壁２の横断形状が第１図に示すように、正12角形
とされ、かつ、側部壁２に連続して形成される底部壁４
は、第１図及び第２図に示すように、下方を狭めた12角
錐状とされており、そして、一対の電極３は、第１図に
示すように、その横断形状が梯形状とされるとともに、
第２図に示すように、側部壁２の内面よりも水平対向内
方向に突出して、側部壁２から離間するように、天井壁
６から吊持状態に設けられ、かつ、対向面が水平方向に
相互平行状態となるように設定される。
さらに、補足説明すると、一対の電極３は、その下部
に対をなす電極傾斜面11が形成され、該電極傾斜面11の
上に位置する段部12も傾斜状態とされている。
に対をなす電極傾斜面11が形成され、該電極傾斜面11の
上に位置する段部12も傾斜状態とされている。
一方、前記底部壁４の傾斜角θは、正12角錐の稜線Ｒ
の部分で、安息角45度を確保するように設定され、底部
電極５の部分にも、第２図に示すように、傾斜角θに倣
ってテーパ面5aが形成されているが、該底部電極５の中
心には、若干上方に突出した状態のノズル部5bが設けら
れて、耐火物、断熱材等の構成材の破片が直接排出口８
に入り込んで閉塞しないように設定されている。
の部分で、安息角45度を確保するように設定され、底部
電極５の部分にも、第２図に示すように、傾斜角θに倣
ってテーパ面5aが形成されているが、該底部電極５の中
心には、若干上方に突出した状態のノズル部5bが設けら
れて、耐火物、断熱材等の構成材の破片が直接排出口８
に入り込んで閉塞しないように設定されている。
なお、第１図及び第２図において、符号13は下部にお
いて溶融槽１と接続状態の液位計測槽、14は液位計測槽
13の中に一部突出状態に設けられる上部液位検出用電
極、15は下部液位検出用電極、16は液位検出用共通電
極、17は液位計測槽13の内部の溶融物Ｘを排出するため
の予備流下ノズルである。
いて溶融槽１と接続状態の液位計測槽、14は液位計測槽
13の中に一部突出状態に設けられる上部液位検出用電
極、15は下部液位検出用電極、16は液位検出用共通電
極、17は液位計測槽13の内部の溶融物Ｘを排出するため
の予備流下ノズルである。
このように構成されている溶融炉において、一対の電
極３に通電を行なうとともに、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する。
極３に通電を行なうとともに、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する。
この場合において、ほぼ円形な横断形状の中で、平行
な対向面を有する一対の電極３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、電極３の対向方向と直交する水平方向
において、第１図に破線のモデル線で示すように、もほ
ぼ均一なものとなり、溶融槽１の内部でむらの少ない加
熱が行なわれる。
な対向面を有する一対の電極３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、電極３の対向方向と直交する水平方向
において、第１図に破線のモデル線で示すように、もほ
ぼ均一なものとなり、溶融槽１の内部でむらの少ない加
熱が行なわれる。
また、溶融槽１の底部の傾斜は、正12角錐形であるた
めに、傾斜面の部分と稜線Ｒとの部分の差が少なくなる
ことに基づいて、溶融槽１が全体的に比較的浅く、深さ
による加熱むらの発生が小さくなる。
めに、傾斜面の部分と稜線Ｒとの部分の差が少なくなる
ことに基づいて、溶融槽１が全体的に比較的浅く、深さ
による加熱むらの発生が小さくなる。
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も、各部分の
傾斜内壁面10及び稜線Ｒの傾斜を安息角以上としておく
ることにより、底部への導電性堆積物Ｓの発生が減少す
るが、第２図に示すように、一対の電極３を対向内方向
に突出させることにより、側部壁２から離間させた状態
とすると、電極３の下部に導電性堆積物Ｓが発生して
も、電極３と導電性堆積物Ｓとの接触が回避され、電気
的短絡による不具合の発生そのものを防止することにな
る。
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も、各部分の
傾斜内壁面10及び稜線Ｒの傾斜を安息角以上としておく
ることにより、底部への導電性堆積物Ｓの発生が減少す
るが、第２図に示すように、一対の電極３を対向内方向
に突出させることにより、側部壁２から離間させた状態
とすると、電極３の下部に導電性堆積物Ｓが発生して
も、電極３と導電性堆積物Ｓとの接触が回避され、電気
的短絡による不具合の発生そのものを防止することにな
る。
なお、溶融槽１の底部壁４の形状は、第１図及び第２
図に示した正12角錐状以外の多角錐状とすること、ある
いは、例えば側部壁２の部分が多角形で底部壁４が円錐
状である組み合わせを採用する等の混合した構成とする
こともできる。
図に示した正12角錐状以外の多角錐状とすること、ある
いは、例えば側部壁２の部分が多角形で底部壁４が円錐
状である組み合わせを採用する等の混合した構成とする
こともできる。
「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）溶融槽の底部を正多角錐状に形成することによっ
て、底部壁内面の傾斜角の差が少なくなって、底部深さ
の抑制をすることが容易となるとともに、安息角以上と
する設定が容易になり、底部の導電性堆積物の量を少な
くし、導電性堆積物による電気的短絡による不具合の発
生を低減することができる。
て、底部壁内面の傾斜角の差が少なくなって、底部深さ
の抑制をすることが容易となるとともに、安息角以上と
する設定が容易になり、底部の導電性堆積物の量を少な
くし、導電性堆積物による電気的短絡による不具合の発
生を低減することができる。
（ｂ）一対の電極が水平対向内方向に突出した平行状態
に設けられるために、溶融槽の側部壁内面が正多角形等
である場合に、電極間の電流密度分布を平均化して、加
熱むらの発生を少なくし、溶融炉の安定運転を可能と
し、かつ、溶融物の撹拌を効率良く行なうことができ
る。
に設けられるために、溶融槽の側部壁内面が正多角形等
である場合に、電極間の電流密度分布を平均化して、加
熱むらの発生を少なくし、溶融炉の安定運転を可能と
し、かつ、溶融物の撹拌を効率良く行なうことができ
る。
（ｃ）上記と相まって、底部壁内面の傾斜が一様となる
設定が行なわれるために、加熱時における溶融物の撹拌
むらの発生を抑制し、均質な溶融物を得ることができ
る。
設定が行なわれるために、加熱時における溶融物の撹拌
むらの発生を抑制し、均質な溶融物を得ることができ
る。
（ｄ）溶融槽の底部の傾斜がほぼ均一であるために、溶
融物が底部の傾斜面に留どまることが少なく、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うことが
できる。
融物が底部の傾斜面に留どまることが少なく、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うことが
できる。
（ｅ）溶融槽における側部壁や底部壁を多角形とするこ
とにより、耐火材や断熱材の内面が平面となり、組み合
わせ性を向上させることができる。
とにより、耐火材や断熱材の内面が平面となり、組み合
わせ性を向上させることができる。
第１図は本発明に係る溶融炉の一実施例を示す平断面
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、 ３……電極、 ４……底部壁、 ５……底部電極、 5a……テーパ面、 5b……ノズル部、 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……電極傾斜面、 12……段部、 13……液位計測槽、 14……上部液位検出用電極、 15……下部液位検出用電極、 16……液位検出用共通電極、 17……予備流下ノズル、 Ｘ……溶融物（溶融混合物）、 Ｓ……導電性堆積物、 Ｒ……稜線、 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、 ３……電極、 ４……底部壁、 ５……底部電極、 5a……テーパ面、 5b……ノズル部、 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……電極傾斜面、 12……段部、 13……液位計測槽、 14……上部液位検出用電極、 15……下部液位検出用電極、 16……液位検出用共通電極、 17……予備流下ノズル、 Ｘ……溶融物（溶融混合物）、 Ｓ……導電性堆積物、 Ｒ……稜線、 θ……傾斜角。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 昇 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 白石 鶴美 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 稲田 勝美 滋賀県大津市晴嵐２丁目７番１号 日本 電気硝子株式会社内 (72)発明者 中村 利夫 滋賀県大津市晴嵐２丁目７番１号 日本 電気硝子株式会社内 (72)発明者 長谷川 義徳 滋賀県大津市晴嵐２丁目７番１号 日本 電気硝子株式会社内 (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 昭51−16320（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−112798（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】溶融槽内に収容される導電体に通電するこ
とによって抵抗発熱させ、被溶解物を溶融状態として溶
融槽底部の排出口から流下させる溶融炉において、溶融
槽における底部が、下方を狭めた六角以上の正多角錐状
に形成され、かつ、一対の電極が水平対向内方向に突出
した平行状態に設けられていることを特徴とする溶融
炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2287872A JP2581837B2 (ja) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | 溶融炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2287872A JP2581837B2 (ja) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | 溶融炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04161898A JPH04161898A (ja) | 1992-06-05 |
| JP2581837B2 true JP2581837B2 (ja) | 1997-02-12 |
Family
ID=17722836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2287872A Expired - Lifetime JP2581837B2 (ja) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | 溶融炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2581837B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4518091B2 (ja) * | 2007-03-26 | 2010-08-04 | 株式会社Ｉｈｉ | 堆積物除去装置及びその使用方法 |
| KR101238800B1 (ko) * | 2011-09-19 | 2013-03-04 | 한국수력원자력 주식회사 | 비대칭 경사형 바닥을 갖는 유도가열식 용융로 |
| JP2015189664A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-02 | 旭硝子株式会社 | 清澄槽、ガラス物品製造装置、およびガラス物品の製造方法 |
Family Cites Families (2)
| 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 |
| JPH077102B2 (ja) * | 1988-10-21 | 1995-01-30 | 動力炉・核燃料開発事業団 | 廃棄物処理用溶融炉及びその加熱方法 |
-
1990
- 1990-10-25 JP JP2287872A patent/JP2581837B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04161898A (ja) | 1992-06-05 |
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