JPH019040Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、焼却灰、スラツジ、廃液等の放射性
廃棄物を廃棄物収納キヤニスタとしても利用可能
な金属るつぼの中に上部より連続的に供給し、マ
イクロ波を共振させて印加することによつて溶融
し、人工鉱物を得る装置に関する。

従来のマイクロ波溶融炉は、被処理物の排出態
様から連続排出式の炉と、るつぼ式の炉に大別で
きる。前者、すなわち連続排出式の炉では、溶融
された人工鉱物の物性が運転条件（マイクロ波印
加条件、被処理物組成、被処理物供給速度等）に
より大幅に変動し、将来の処分を考えると更に人
工鉱物の再調整が必要であつた。これに対して後
者、すなわちバツチ式の炉では、良好な物性の人
工鉱物が得られるが、従来の炉型では溶融炉の側
面から水平方向に被処理物を供給する構造であつ
たから、るつぼ内への被処理物の供給が偏り、均
一厚さになるように供給できず、マイクロ波の印
加のみではるつぼ全体に均一な人工鉱物を作るこ
とが困難であつた。もし、溶融炉内に突出した被
処理物の供給口を設けて均一供給をはかろうとす
ると、突出部が放電等の原因となるので溶融炉内
に供給口を突出させて設けることはできない。そ
こで、金属るつぼを回転して被処理物の均一供給
をはかることが行なわれており、そのためるつぼ
回転機構並びに回転すり合せ部からのマイクロ波
漏洩防止機構等が必要となるなど機構的に非常に
複雑化してしまう。別の方法として予め金属るつ
ぼ内に被処理物を入れておいてからマイクロ波を
印加する方法もあるが、溶融面上に過剰の被処理
物があると、マイクロ波を印加しても未溶融のも
のが残ることがあるため一回の溶融操作で溶融で
きる量に限界がある。そこで、るつぼ一杯の固化
体を作成するためには、まず被処理物の入つたる
つぼを炉本体へ取付け、マイクロ波印加により被
処理物を溶融固化し、固化体を冷却（４〜５時
間）した後、るつぼを取外し、再びるつぼに被処
理物を充填して炉本体へ取付けるといつた操作を
繰返さねばならず、作業が繁雑になるとともに熱
効率が悪く、処理速度が遅くなるなどといつた欠
点がある。

本考案は上記のような従来技術の実情に鑑みな
されたものであつて、その目的とするところは、
被処理物（焼却灰、スラツジ、廃液等の放射性廃
棄物）が投入される金属るつぼを溶融炉本体に直
接固着できるようにするとともに、被処理物をる
つぼ内に均一厚さで、且つ連続的に供給できるよ
うな放射性廃棄物用マイクロ波溶融炉を提供する
ことにある。これによつて金属るつぼ回転機構並
びにマイクロ波漏洩防止機構等が不要となり、機
構が大幅に簡素化され保守、修理が減少し、且つ
容易となるほか、安全性、確実性の向上、小型化
を図ることができるものである。

以下、図面に基づき本考案について詳述する。
第１図は本考案の一実施例を示す説明図である。
溶融炉本体１は、その側壁部にマイクロ波導波管
２及びオフガスダクト３を有し、天井部中央にヘ
ツドチユーナ４が設けられ、下端には金属るつぼ
を取付けるための取付フランジ５を有する構造で
ある。ヘツドチユーナ４と溶融炉本体１との間に
はマイクロ波シール機構６が介在し、それによつ
てヘツドチユーナ４が上下動してもマイクロ波が
外部へ漏洩しないようにシールされる。この実施
例では、ヘツドチユーナ４を被処理物供給口７と
して利用するようになつており、それらについて
の詳細は以下に述べる第２図〜第５図の記載から
明らかになるであろう。なお、符号８はオフガス
や被処理物が導波管に入るのを防止するための掃
気ガス供給管、符号９はマイクロ波透過性物質で
作られた逆流防止板である。金属るつぼ１０は前
記取付フランジ５にボルト・ナツトにより固着さ
れる。溶融炉本体１をはじめとする各部は主とし
てステンレス鋼により製作される。金属るつぼ１
０はステンレス鋼、炭素鋼、あるいは融点がそれ
以上の金属で製作される。

ヘツドチユーナの内部構造は次のように構成さ
れる。例えば第２図に示すように、円筒状ヘツド
チユーナ４の上端開口部が被処理物の供給口７で
あり、該ヘツドチユーナ４の内部には被処理物供
給用ホツパ１１ならびに被処理物を金属るつぼ中
心に均一厚さで供給するためのホツパ１２が設け
られる。第３図に示すように、被処理物供給用ホ
ツパ１３を縦長状とすればヘツドチユーナ内面へ
の被処理物の付着を防止することができる。ま
た、第４図に示すように、かき落し機構（スクレ
ーパ）１４を設けて、ヘツドチユーナ内面に付着
した被処理物をかき落すようにしてもよい。この
他、第５図に示すように、スクリユーコンベア構
造とし、駆動部１６でスクリユーコンベア１７を
回動し、強制的に被処理物を金属るつぼ内に供給
するようにしてもよい。

いずれにせよ上記のようなヘツドチユーナ４を
用い被処理物を金属るつぼ１０内に供給しつつ導
波管２からマイクロ波を印加し、ヘツドチユーナ
４を上下動させてマイクロ波の整合をとりながら
金属るつぼ１０内の被処理物を加熱溶融する。ヘ
ツドチユーナ４の上下動は、このように、被処理
物の溶融中、溶融炉内でのマイクロ波の整合をそ
り、反射波を少なくするため、ならびに加熱効率
を高めるために行なわれるものである。被処理物
の溶融を順次行ない湯面が上昇していつた場合、
ヘツドチユーナを固定しておくとヘツドチユーナ
先端と湯面との距離が変化するためマイクロ波の
整合が取れず、反射波の増加、加熱効率の低下の
原因となる。そこで被処理物の溶融中は、湯面の
上昇に合わせてヘツドチユーナの上昇を行なう。

本考案の装置では、被処理物を連続的に均一供
給できるため、バツチ供給型の場合に比べて熱効
率が高く、溶融速度を大きく、放電の発生を防止
できる点ではるかに有利である。何故ならば、溶
融物からの熱は、連続的に均一供給される未溶融
物（これが保温材の役目を果す）に遮ぎられ、輻
射熱は小さいし、溶融面直上部で発生した高温の
イオン化したガスは未溶融物層を上昇してゆく途
中で吸熱冷却されるため再結合し、従つて炉内雰
囲気中へのイオン化ガスの拡散はほとんどなく、
放電を防止できるからである。

このようにして効率よく被処理物の人工鉱物化
を行なうことができる。金属るつぼが満杯になつ
た後は、金属るつぼ及び人工鉱物を冷却した後、
グローブ作業によりボルト・ナツトを取外し、グ
ーブボツクスからバツグアウトすればよい。

10KW、2450MHzの共振型マイクロ波発振器を
用い、見掛け比重0.3の焼却灰を直径12.5cm、深
さ50cmおよび１ｍの金属るつぼの中心に向つてヘ
ツドチユーナの中空部から連続的に均一供給し、
比重2.8の人工鉱物を１時間５Kgの割合で作成す
ることができた。

本考案の別の実施例としては、第６図以降に示
すように、ヘツドチユーナ４を被処理物供給口と
して使用せずに、専用の被処理物供給口１８をヘ
ツドチユーナ４の周囲の天井部に相互に等間隔を
保つて複数配設する構成がある。第６図の例では
炉上面のみに複数の被処理物供給口１８が設けら
れているが、第７図、第８図に示すように、炉上
面のみならず炉上部側面にも分散して被処理物供
給口１８を設けてもよい。なお、第９図における
符号１９は放電防止のためのマイクロ波漏洩防止
板である。

溶融炉中央部にあるヘツドチユーナから被処理
物を供給することにより溶融面への均一供給が可
能であるが、複数の被処理物供給口を用いると、
溶融面へより一層均一に被処理物を供給すること
ができる。従つて、溶融面上に一定厚さの被処理
物からなる未溶融物層を形成できるため、溶融炉
内への輻射熱が小さく、熱効率および処理速度を
大きくすることができる利点がある。

なお、固体状の被処理物を乾燥粉末のまま溶融
炉に供給すると、落下に伴う発塵によりオフガス
に同伴して溶融炉外に排出される被処理物量が非
常に多くなる場合がある。そのような場合には被
処理物を前処理として水分を加えたり、造粒、ペ
レツト化することにより発塵を防止することがで
きる。

本考案は上記のように、被処理物を金属るつぼ
へ均一に供給できるため、金属るつぼ回転機構並
びに回転すり合わせ部からのマイクロ波漏洩防止
機構が不要となり、機構が大幅に簡素化され保
守、修理が減少し、且つ容易となるほか、安全
性、確実性の向上、小型化を図ることができる
し、また被処理物を連続的に均一、供給できるの
で溶融面上に均一厚さの未溶融物層を形成でき、
熱効率を高め、溶融速度を増大させることができ
るし、操作も容易で処理速度を向上させうるなど
数々のすぐれた実用的効果を奏しうるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す溶融炉の概略
図、第２図、第３図、第４図、第５図はそれぞれ
ヘツドチユーナとそれに組込まれた被処理物供給
部の構成を示す説明図、第６図は本考案の他の実
施例を示す説明図、第７図は更に他の実施例を示
す説明図、第８図はその上面図、第９図は別の実
施例を示す説明図である。 １……溶融炉本体、２……導波管、３……オフ
ガスダクト、４……ヘツドチユーナ、７……被処
理物供給口、１０……金属るつぼ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 放射性廃棄物を溶融して減容、固化し人工鉱物
   を得るためのマイクロ波溶融炉であつて、炉側壁
   部にマイクロ波導波管およびオフガスダクトが設
   けられた溶融炉本体と、該炉本体の天井部中央に
   設けられたヘツドチユーナと、炉容器本体の下部
   に着脱可能に取付けられる固定型金属るつぼと、
   該ヘツドチユーナの内部に設けられた、あるいは
   該ヘツドチユーナの周囲の天井部に相互に等間隔
   を保つて複数設けられた被処理物供給口とからな
   り、これによつて被処理物を金属るつぼ内に連続
   的にかつ均一厚さで投入できるようにしたことを
   特徴とする放射性廃棄物用マイクロ波溶融炉。