JPH02119902A - 遠心抽出機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はたとえば核燃料再処理工場において。

ウランおよびプルトニウム溶液中からウランおよびプル
トニウムを溶媒抽出する遠心抽出機に関する。

（従来の技術） 従来技術によるウラン、プルトニウムを含んだ溶液から
の溶媒抽出方法としてはたとえばミキサセトラまたはパ
ルスカラムを用いて、硝酸プルトニルからリン酸トリブ
チル（ＴＢＰ）中にウラン。

プルトニウムを抽出させる方法が一般的である。

しかしながら上記方法では、装置を設置するために大き
な床面積が必要であったり、撹拌用設備や貯液槽間の液
輸送のためのポンプなどの付帯設備費用が大きい、また
上記方法は軽液相と重液相を分離する方法として主に重
力を利用して沈降させるのが一般的であるが、抽出操作
時間が長くなるために一回に処理できる液の量が少ない
、さらに、ウランおよびプルトニウム溶液との接触時間
が長いと溶液中に溶解している核分裂生成物（ＦＰ）の
放射線により溶媒の劣化が生ずる等の欠点を有している
。

そのため上記従来の欠点を解決し、コンパクト性と短い
抽出操作時間が得られる遠心式抽出機の採用が考えられ
る。しかし、従来の遠心式抽出機は第６図に一例を示す
ような構造になっている。

第６図において、架台１上にケーシング２が設置され、
このケーシング２内に回転ボウル３が組込まれている。

この回転ボウル３は架台１に取着したモータ４の駆動に
よって回転する。モータ４と回転ボウル３との間には可
変変速機５が設置され１回転ボウル３の回転数が制御さ
れる０回転ボウル３には液々抽出前の軽液相（溶媒）１
重液相（水溶液）などを流入する入口６，７と、抽出後
の軽液相および重液相を流出する出口８，９が設けられ
た液体流路シャフトｌＯが挿入され、この液体流路シャ
フト１０はケーシング２の上端板に取着されている。

（発明が解決しようとする課１１’） このように従来の遠心抽出機はモータ４の上部に液々抽
出操作を行う回転ボウル３を持ち、その回転軸の支持と
駆動を行うモータ４は下方に位置する構造になっている
ため、放射能レベルの高い溶液を扱うには不適当であり
、しかも給液用に専用のポンプが必要な構造である。

再処理工程に遠心抽出機を用いる場合、上記従来の抽出
機では軸受部および駆動モータ４のメンテナンスが非常
に回置であること。また抽出前の軽液相および重液相の
供給方法も専用の液送ポンプを別に設けている。このた
め従来の遠心抽出機では再処理施設用の機器に要求され
るメンテナンス性と信頼性を満足することができないと
言う課題がある。

本発明は上記のような事情に鑑み成されたもので、再処
理用機器として良好なメンテナンス性と信頼性を持ち、
かつ小形で抽出効率の高い遠心抽出機を提供することを
目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明はしやへいスラブを貫通し、このスラブの下端に
回転ボウルを固着した回転軸を有し、前記スラブの上面
に架台を設け、この架台の上方に前記回転軸を介して前
記回転ボウルを回転させるモータを設け、前記回転ボウ
ルの下端に重液相を吸い上げるポンプ機構および軽液相
を吸い上げるポンプ機構を同心的に設け、前記回転ボウ
ル内に前記重液相と軽液相とが向流して混合し抽出作用
を行う混合抽出室を複数段設け、この混合室でそれぞれ
抽出後の軽液相と重液相の出口を設けてなることを特徴
とする。

（作　用） 回転ボウル内からはたとえば、ウラン、プルトニウム及
び燃料溶解液（重液相）中に含まれる核分裂生成物から
の放射線が出ているが、しゃへいスラブにより放射線は
遮蔽される。したがって、モータ・軸受などの機器のメ
ンテナンスのために近寄る作業者の被曝を防止すること
ができ、また、軸受、駆動モータ等に用いられている潤
滑グリスの放射線による劣化も防止することができる。

回転ボウルの下端部より下に設けた同心的に設けたポン
プ機構をそれぞれ軽液相および重液相に浸せきしポンプ
作用を行わせ、ボウル内に軽液および重液を流入する。

これによりボウル内部の軽液および重液の流れを上昇と
下降の対向流として形成することが容易にでき、混合抽
出室で抽出操作を行ったのち、それぞれの出口から重液
相および軽液相を流出させる。

さらにそれぞれのポンプ機構を別々の回転数で駆動する
ことによって、軽液および重液の流量を最適化すること
ができる。

（実施例） 第１図および第２図を参照しながら本発明の第１実施例
を説明する。

第１図において、符号１１はたとえば鉄筋コンクリート
製じゃへいスラブで抽出液中の放射線をしやへいする能
力を有している。このスラブ１１の上面には箱形の架台
１２が設置されている。架台１２の上端面には第１のモ
ータ１３が載置されており、この第１のモータ１３の回
転軸１４にカップリング１５を介して中実軸１６が接続
されている。この中実軸１６は上部軸受１７および下部
軸受１８で支承されおり、第２図に示したように回転ボ
ウル１９を貫通して先端部にポンプ機構としてらせん溝
２０が形成されている。この中実軸１６の外側面を包囲
するように中空軸２１が設けられている。この中空軸２
１の上部にプーリ２２が取着され、このプーリ２２には
ベルト２３が第２のモータ２４との間に懸けられており
、モータ２４によって回転駆動され、中空軸２１もそれ
につれて回転する。中空軸２１の側面は架台１２に取着
された一対の軸受２５．２６で支承されている。中空軸
２１の先端部には第２図に拡大して示したように回転ボ
ウル１９が接続されている。この回転ボウル１９内は中
実軸１６を包囲するように円筒状隔壁２７が設けられ、
この円筒状隔壁２７の外面には３枚の円板２８が取り付
けられて３段の混合抽出室２９が形成されている。すな
わち、この混合抽出室２９は仕切り板３０が設けられ、
上方から流下する重液と下方から上方へ向けて流れる軽
液相とを混合し、抽出操作を行い、軸出された軽液相を
上方から、抽料が減した重液相を下方から流出するよう
向流の流れを形成している。

図中３１は抽出前の軽液相が流れる流路、３２は抽出前
の重液相が流れる流路、３３は抽出後の軽液相が流れる
流路、３４は抽出後の重液相が流れる流路をそれぞれ示
している。なお３５は抽出前の軽液相３６および重液相
３７を隔離する隔壁板３８を有する貯液槽を示している
。また、回転ボウル１９の下端部にはポンプ機構３９が
形成された円筒体４０が接続されている。

しかして、上記構成の遠心抽出機において、中空軸２１
にはプーリー２２とベルト２３によって第２のモータ２
４の動力が伝えられ、このモータ２４の動力を回転ボウ
ル１９に伝達する０回転ボウル１９の下端部の接続した
ポンプ機構３９は隔壁板３８によって上下に隔てられた
軽液相３６に浸漬している。このポンプ機構３９は円筒
体４０の内面にらせん溝３９ａが形成されており１円筒
体４０が回転するに伴い軽液相３６が矢印方向に沿って
流路３１を流れる。

また、中実軸２１のらせん溝２０は第１のモータ１３の
回転に伴い重液相３７が円筒状隔壁２７との間を矢印方
向に沿って流路３２を上昇する。

このようにして、第１および第２のモータ１３゜２４を
駆動することによって貯液槽３５内の軽液相３６および
重液相３７は回転ボウル１９内を上昇し混合抽出室２９
内に向流状態で流入し、混合され抽出操作が行なわれる
。

混合抽出室２９で抽出された後の軽液相および重液相は
それぞれの出口３３ａおよび３４ａから流出する。

この実施例によれば回転軸１４に接続した中実軸１６と
、回転ボウル１９の下端に接続した円筒体４０の一部に
ポンプ作用をもたせることによって軽液相および重液相
を独立した専用の給液ポンプを使用することなく自動的
に回転ボウル１９内に供給することができる。また、回
転ボウル１９内に抽出操作を行うための混合抽出室２９
を多段に設けることができるため、抽出効率が向上する
。

つぎに第３図および第４図を参照しながら本発明の第２
の実施例を説明する。なお、図中、第１図および第２図
と同一部分には同一符号で示し。

重複する部分の説明を省略する。

この第２の実施例においては回転ボウル１９内に中心軸
４１を設け、この中心軸４１内に重液相３７が流れる流
路４２を形成し、また中心軸４１の下端部に貯液槽３５
の底面に固定した静止インペラ４３を内包する短管４４
が接続されている。短管４４内と流路４２とは連通して
おり、中心軸４１の回転に伴なって重液相３７は矢印で
示すように流路４２内を上昇する。また、重液相３５の
隔壁板３８に円筒体４５が突設されており、この円筒体
４５内に前記中心軸４１の下部が回転自在に挿入されて
いる。この円筒体４５の外側に回転ボウル１９の下端部
に設けられたポンプ機構３９が位置し、このポンプ機構
３９は貯液槽３５内の軽液相３６に浸漬されている。

しかして、回転ボウル１９を回転させることによって重
液相３７は流路４２内を流れ、軽液相３６は円筒体４５
とポンプ機構３９との間を流れてそれぞれ回転ボウル１
９内の混合抽出室２９にそれぞれ対向流となって流入し
、混合して抽出作用を行い、抽出された後の軽液相およ
び重液相はそれぞれの出口３３ａおよび３４ａから流出
する。

このようにして１回転ボウル１９の運転を行うことによ
って軽液相および重液相を独立した専用の給液ポンプを
使用することなく自動的に回転ボウル１９内に供給する
ことができる。

第５図は上記実施例におけるポンプ機構の他の例を示す
もので、静止インペラ４６をらせん板状にかつたて長に
形成し１重液相３７の吸い込み量を増大させ、かつポン
プ機構３９におけるらせん溝の代りにらせん板を使用し
たことにある。その他の例は前記実施例とほぼ同様であ
る。

すなわち、軽液相および重液相を回転ボウル１９内に上
昇流と下降流を形成することができ、混合抽出室の多段
化も容易にできるので抽出効率の向上を計ることができ
る。

なお、本発明は上記各々の実施例に限定されるものでは
なく例えば、重液相および軽液相の供給を行うらせん構
造の部分を静止体に設けるようにしても同様の効果が得
られる。

〔発明の効果〕

本発明によれば定期的なメンテナンスが必要な部品を放
射線じゃへいスラブで隔てることにより、放射線による
機器の劣化を防ぐことができ、メンテナンスを行う作業
員の放射線被曝も防ぐことができる。また、−台の装置
で抽出室の多段化が計れ、専用の給液ポンプを使用する
ことなく自動的に各相を回転ボウル内に供給できる。そ
のため。

装置全体の小形化が計れると同時に抽出操作に要する時
間も従来例のパルスカラムおよびミキサセトラに比べ短
くてすむ。

すなわち本発明により、再処理用機器として良好なメン
テナンス性と信頼性を持ち、かつ小形で抽出効率の高い
遠心抽出機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る遠心抽出機の第１の実施例を示す
縦断面図、第２図は第１図における回転ボウルを拡大し
て示す縦断面図、第３図は本発明の第２の実施例を一部
側面で示す縦断面図、第４図は第３図における回転ボウ
ルを拡大して示す縦断面図、第５図は第４図における他
の例を部分的に示す縦断面図、第６図は従来の遠心抽出
機を一部断面で示す側面図である。 １・・・架台　　　　　　　　２・・・ケーシング３・
・・回転ボウル　　　　　４・・・モータ５・・・可変
変速機　　　　　６・・・軽液摺入ロア・・・重液相入
口　　　　　８・・・軽液相出口９・・・重液相出口　
　　　　１０・・・液体流路シャフト１１・・・しやへ
いスラブ　　　１２・・・架台１３・・・第１のモータ
　　　　１４・・・回転軸１５・・・カップリング　　
　　１６・・・中実軸１７・・・上部軸受　　　　　　
１８・・・下部軸受１９・・・回転ボウル　　　　　２
０・・・ポンプ溝２１・・・中空軸　　　　　　　２２
・・・プーリー２３・・・ベルト　　　　　　　２４・
・・第２のモータ２５．２６・・・軸受　　　　　　２
７・・・円筒状隔壁２８・・・円板　　　　　　　　２
９・・・混合抽出室３０・・・仕切り板　　　　　　３
１・・・抽出前の軽液が流れる流路３２・・・抽出前の
重液が流れる流路 ３３・・・抽出後の軽液が流九る流路 ３４・・・抽出後の重液が流れる流路 ３５・・・貯液槽　　　　　　　３６・・・軽液相３７
・・・重液相　　　　　　　３８・・・隔壁板３９・・
・ポンプ機構　　　　　４０・・・円筒体４１・・・中
心軸　　　　　　　４２・・・流路４３・・・静止イン
ペラ　　　　４４・・・短管４５・・・円筒体 （８７３３）　　代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（ほ
か１名）第 哲 阜 閏 亭 す 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）しやへいスラブを貫通し、このスラブの下端に回
   転ボウルを固着した回転軸を有し、前記スラブの上面に
   架台を設け、この架台の上方に前記回転軸を介して前記
   回転ボウルを回転させるモータを設け、前記回転ボウル
   の下端に重液相を吸い上げるポンプ機構および軽液相を
   吸い上げるポンプ機構を同心的に設け、前記回転ボウル
   内に前記重液相と軽液相とが向流して混合し抽出作用を
   行う混合抽出室を複数段設け、この混合室でそれぞれ抽
   出後の軽液相と重液相の出口を設けてなることを特徴と
   する遠心抽出機。
2. （２）前記ポンプ機構は前記回転軸にらせん状溝または
   インペラが形成され、前記回転軸の外側または内部を重
   液相が流れ、この重液相の流路の外側に隔壁筒を介して
   軽液相が流れるように構成されたことを特徴とする請求
   項１記載の遠心抽出機。