JPH03187923A - ガラス溶融炉 - 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】 「産業−にの利用分野」 本発明は溶融炉に係り、特に、溶融炉底部の堆積物の発
生を抑制するようにした溶融炉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
抵抗発熱させろことにより、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か挙げら
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。

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−て局部発熱したり、電極間が短絡したりす
る懸念かあり、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楕がその分
だけ少なくなって、溶融状態に至らない部分か生して、
新たな被溶解物の供給か制限を受けるとと乙に、被溶解
物の溶解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
融槽内の攪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磁
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
攪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。

該溶融炉は、第１図及び第２図に示すように、溶融槽ｌ
におけろ炉壁２の両側部に、−・対の、ｌ極３・４が水
平対向状態に設けられ、溶融槽ｌ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。

４〜 そして、前記コイル１１・■２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。

さらに、前記溶融槽ｌ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。

以」二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ｌ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■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
て記号Ｏ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ｌの１一部に向けて第３図に矢印Ｆで示°４′、）
；うに駆動させられ、溶融部分の移動とともに全体が攪
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、攪拌混合されることになる。

溶融槽ｌの底部近傍に磁極１３・１４が設けられている
と、比重が大きいために溶融槽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、攪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■、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で示す駆動力か付
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Ｉの内底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の全域に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−４′ると、記号■て示４一部分等に生しる。

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
攪拌し、均質化を図るなとの応用がなされる。

なお、溶融槽、電極、コイル、鉄芯等、上記溶融炉の構
成部品の具体的形状及び配置は、上記実施例に限定され
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
電性層を溶融槽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、溶融部分か駆動攪拌されて、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かできる。

（ｃ）溶融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。

（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。

等の優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

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−・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
電性層の駆動及び攪拌作用の説明図である。 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、。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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磁界を発生させる対向磁極を
   設けたことを特徴とする溶融炉。