JPH0710549A - 冷却壁を有するメルタで融解された材料の調節可能な流量での流込みによる抽出用の装置 - Google Patents

冷却壁を有するメルタで融解された材料の調節可能な流量での流込みによる抽出用の装置

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JPH0710549A
JPH0710549A JP6090225A JP9022594A JPH0710549A JP H0710549 A JPH0710549 A JP H0710549A JP 6090225 A JP6090225 A JP 6090225A JP 9022594 A JP9022594 A JP 9022594A JP H0710549 A JPH0710549 A JP H0710549A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 融解された材料を、調節可能な流量で冷却構
造メルタに流し込むことによる抽出用の装置を提供する
こと。 【構成】 前記メルタは、水流によって冷却される流込
みオリフィスの周囲に床の少なくとも一部があり、かつ
融解すべき材料を融解できる加熱源を有し、かつ −直径Ｄが、メルタを形成する壁の厚さＨ以上である、
メルタの床にあるオリフィスと、 −オリフィスの側壁に適応させることができるショルダ
を基部が有し、融解された材料用の流込み管を形成する
中央通路を有し、スリーブ自体とメルタの冷却床の間に
絶縁材料を受けるためにオリフィスの側壁と該基部の間
にすきまが設けられた金属製スリーブと、 −オリフィスに沿ったブレードの並進運動を制御し、し
たがって程度の差こそあれ大きな開閉状態を決定するア
クチュエータを備えた冷却された摺動ブレードを有す
る、メルタの床下の装置とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、全般的に、水流によっ
て冷却される壁を有する、ガラスやセラミクスなどの酸
化物質を生産または融解するための炉に関する。
【０００２】本発明は、さらに具体的には、炉またはメ
ルタ（ｍｅｌｔｅｒ）で融解された物質を抽出する問題
に関し、この目的のために、図１ａ、１ｂ、１ｃを参照
して説明する従来技術の解決策を改良することを目標と
する。
【０００３】
【従来の技術】これらの図で、符号２は、液体状態４の
ガラスまたはセラミック材料を充填された融解炉または
メルタの壁を示す。
【０００４】図１ａは、メルタの側壁が不均一な高さを
有し、メルタ壁の一部からの越流によって、融解物をス
ロート６で排出することができる、簡単な既知の越流に
よるサンプリング・プロセスを示す。
【０００５】図１ｂおよび１ｃは、メルタの下部壁に作
られたオリフィスからの重力による抽出によるサンプリ
ング用の既知の解決策を示す。図１ｂの場合、メルタの
床での直接サンプリングは、横電気炉10によって加熱さ
れ、材料の抽出時に該材料を融解状態に維持することが
できる管８によって行われる。次いで、流込み管の冷却
を介して得られる熱ガラス・プラグ12によって、必要な
融解物質量が抽出されたときにオリフィスを密封するこ
とができる。
【０００６】図１ｃは、図１ｂと同じ要素を示している
が、周囲のエンベロープ中の水流によって冷却され、サ
ンプリング・オリフィスを冷却によって密封するために
該オリフィスに運ばれる、金属製プラグ14を備えてい
る。
【０００７】図１ｂおよび１ｃの例では、流込み管は耐
火材、またはモリブデンや白金などの貴金属でできてお
り、補助抵抗炉または誘導電気炉10によって再加熱され
る。
【０００８】流込みまたは鋳込みの開始は、オリフィス
の内径、流込み管の長さ、および流込み管の温度を融解
された材料の流体力学的特性（粘度）に適応させること
によって制御される。
【０００９】このような手順の説明は、1986年９月のVi
enna Conference of IAEA の記録中の、「GLASS-MELTER
MATERIALS: TECHNICAL OPTIONS FOR THE FRENCH VITRI
FICATION PROCESS AND OPERATIONS EXPERIENCE AUTHOR
S」（R. BONNIAUD （CEA IRDI、Marcoule）、R. DEMAY
（CEA 、IRDI、Fontenay-aux-Roses）、R. RICHTER（SG
N 、St. Quentin en Yvelines ）、および L. ROZAND
（COGEMA、St. Quentin enYvelines ））に記載されて
いる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、以下に示すよ
うに、これらの装置には、ガラス製造工業では受け入れ
られるいくつかの欠点がある。
【００１１】−耐火部品が、摩耗の激しい消耗品であ
る。
【００１２】−ガラス噴流中に介在する流込み停止プラ
グによって、液体ガラスがはねる。
【００１３】−ガラス・プラグをセットするための流込
み管の冷却がかなりの慣性を伴って行われ、ガラスが軟
化点をかなり上回る温度で流れるときと、メルタに融解
ガラスが充填されているときは操作が不可能になる。
【００１４】しかし、これらの欠陥は、冷却構造直接誘
導電気炉の場合は受け入れられない。したがって、壁と
床が全体的に冷却されるこのような炉は、耐火材部品を
有しておらず、したがって耐用年数がかなり長い。この
タイプの炉は一般に小型であり、融解ガラス質量が低
く、流込み装置は、ガラスの抽出時の迅速な動作が可能
でなければならない。
【００１５】このタイプの炉が特に適している原子力環
境での応用の場合、ガラス流込みの停止は、非常に特有
のものでなければならず、該停止によって設備に融解ガ
ラスがはねかかってはならない。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、具体的には、
原子力環境やグローブ・ボックスなどの特に困難な条件
の下で抽出を適用するために、前述の欠点を解消するこ
とによって、抽出が可能になる調節可能な流量での流込
みによる抽出を行うための装置に関する。
【００１７】したがって、本発明は、融解された材料
を、調節可能な流量で冷却構造メルタに流し込むことに
よる抽出用の装置に関する。前記メルタは、水流によっ
て冷却される流込みオリフィスの周囲に床の少なくとも
一部があり、かつ融解すべき材料を融解できる加熱源を
有し、 −直径Ｄが、メルタを形成する壁の厚さＨ以上である、
メルタの床にあるオリフィスと、 −オリフィスの側壁に適応させることができるショルダ
を基部が有し、融解された材料用の流込み管を形成する
中央通路を有し、スリーブ自体とメルタの冷却床の間に
絶縁材料を受けるためにオリフィスの側壁と該基部の間
にすきまが設けられた金属製スリーブと、 −オリフィスに沿ったブレードの並進運動を制御し、し
たがって程度の差こそあれ大きな開閉状態を決定するア
クチュエータを備えた冷却された摺動ブレードを有す
る、メルタの床下の装置とを備えることを特徴とする。
【００１８】本明細書の説明から分かるように、本発明
の２つの重要な手段は、メルタの下部オリフィスの壁に
適応可能な金属製スリーブと、前述のスリーブの下部オ
リフィス用のシールまたはキャップとして働く冷却され
たブレードである。スリーブは、融解物の流出を可能に
するように周囲の壁の内側に向かって朝顔のように開い
た形を有し、前記融解物を流するためのスロートの開始
部を上部に形成している。したがって、シールとして働
く摺動ブレード装置によって、下部オリフィスを大きく
または小さく開くことによって流量を調節することがで
き、オリフィスが密封される位置で、るつぼの底部で連
続的に冷却が行われ、金属製スレーブの基部で固形生成
物が形成でされるように水冷が行われる。
【００１９】本発明の他の興味深い態様は、摺動ブレー
ドが、傾斜された前縁を有し、それによって、シールま
たはキャップの位置変更時に、オリフィスを通過する融
解された材料の噴流を容易に分断できることである。
【００２０】本発明の他の興味深い態様は、金属製スリ
ーブの内側基部を、オリフィスの方向に広がるように作
ることである。さらに多くの場合、スリーブと炉の冷却
床の間の絶縁材料をエア・ジェットまたはギャップによ
って構成する。
【００２１】最後に、専門家なら、前記の部品を形成す
るための材料を融解物の関数として選択できることは明
らかである。通常、摺動ブレードを耐火鋼で、スリーブ
をモリブデンで作ると有利である。
【００２２】
【実施例】以下の説明では、説明を簡単にするために、
融解された材料をガラスと呼ぶ。ただし、本発明による
抽出装置の場合は、他の融解可能な酸化物質やセラミク
スを適用することができる。
【００２３】図２を参照して、装置が閉鎖位置にあると
きの本発明の重要な構成要素を全般的に説明する。水冷
二重壁の金属製ボックス18によって構成された炉の床
に、メルタ床の厚さＨ以上の直径Ｄを有する単一のオリ
フィスがある。
【００２４】このオリフィスは、金属製スリーブ20で覆
われている。該スリーブの材料はガラスの腐食作用に抵
抗し、該スリーブには流込み管が係合されている。スリ
ーブ20は、床18でのスリーブ20の取付けを可能にするシ
ョルダ21を基部に有する。管20と冷却床18の間に、空気
または絶縁材料を含む空間22が設けられている。
【００２５】流れを容易にするために、炉またはメルタ
の床、あるいは流込み管に作るオリフィスは、円筒形で
あることが好ましく、あるいはわずかに円筒形24で底部
に向かって広がることが好ましい。
【００２６】前記アセンブリの下で、水の循環（入口2
8、出口30）によって冷却されるブレード26を有する装
置が摺動でき、かつ該装置を、オリフィスを密封するよ
うにアクチュエータ32によって位置決めすることができ
る。ブレード26は耐火金属で作ることが好ましく、装置
の個別の材料は、部品の摺動が容易になるように選択す
る。
【００２７】ブレードは、オリフィスを通って流れるガ
ラス噴流を分断するために分断プロファイル34を有す
る。本発明の特定の実施例では、ガラス噴流を分断する
ために、２つ以上の冷却された可動ブレードを有する装
置を構想することもできる。この装置を完全に冷却する
と、前記装置の各部が受ける拡張応力はごくわずかなも
のになる。拡張応力は、融解ガラス槽の環境で機械的に
操作することができる。
【００２８】この装置によって提供される斬新な特徴に
よって、高温で融解された生成物にこの装置を適用する
ことができる。
【００２９】図２に示したガラス生成段階では、摺動ブ
レード26を、流込みオリフィスが完全に閉じる位置にす
る。冷却された部品との接触によって、ガラス膜38、40
が形成される。ガラス膜は炉の床にも装置ブレード26に
も付着しない。ガラスを鋳込み、あるいは流し込むに
は、摺動ブレード26を、図３に示すように、流込みオリ
フィスが完全に開く位置にする。
【００３０】ブレード26と接触するガラス40の融解は、
補助加熱を使用しなくても得られる。ブレード26を引く
と、金属製スリーブ20によって、融解物とセットされた
ガラス40の間の熱伝導が保証される。空気または熱絶縁
物を含む空間22は、冷却された床18への熱損失を制限す
る。セットされたガラス40が融解し、図４に示すよう
に、流込みオリフィスを介して、融解されたガラスが放
出される。
【００３１】壁18のオリフィスの直径Ｄと壁の厚さＨの
比が小さいとき（たとえば、D/H =３）はスリーブ20を
使用する必要がある。比が大きいとき（たとえば、D/H
> ５）は、融解物からセットされたガラス40への熱伝導
が該ガラスを融解するのに十分なものになるので、スリ
ーブ20は不要になるが、スリーブ20が存在しても、熱伝
導は良好である。
【００３２】この装置によって供給される利点は、スリ
ーブ20を使用するしないにかかわらず、補助加熱を使用
せずに、セットされたガラス・プラグを融解できること
である。
【００３３】半分開いた装置を示す図５では、摺動ブレ
ード26が、流込み開口部を部分的に密封するように位置
決めされ、流込み率を調節している。摺動ブレード26の
位置決めは、アクチュエータ32によって、連続的に測定
される所望の流込み率に依存するようになっている。
【００３４】この装置によって提供される他の利点は、
融解ガラス流込みオリフィスの断面を調整することがで
き、このようにしてガラス流込み率を調節できることで
ある。
【００３５】流込みの停止は、冷却されたブレード26を
閉鎖位置に位置決めすることによって行う。ブレード
は、ガラス噴流を分断するように適応された分断形状34
を有する。ただちに流込みが停止され、ガラス40が、冷
却されたブレード26に接触し、吸い戻される。この吸戻
し効果によって、冷却されたブレード26からガラスが離
れ、その後の操作が可能になる。
【００３６】前述の動作原則は、冷却された等温金属部
品上で非常に急速な焼入れを施されるガラスの非付着性
の原則に基づくものである。
【００３７】たとえば、本発明によって、以下の装置を
備えた冷却るつぼの形をしたガラス融解装置を生産し
た。
【００３８】−冷却床18は、水流によって冷却され、15
mmの厚さＨを有する。冷却床18は、50mmの直径Ｄのオリ
フィスを有する。オリフィスの直径Ｄと厚さＨの比は3.
33である。
【００３９】−スリーブ20は、モリブデンで作り、1mm
の空間22と共に冷却床18を覆う。流込み管は、直径30mm
を有し、基部が15mmの高さまでわずかに円錐形24になっ
ている。
【００４０】摺動ブレード26は、インコネル601 から作
り、15mmの厚さと60°の切削角34を有する。
【００４１】1200℃で8 Pa.sの粘度を有するガラスによ
って、ブレードが完全に開いた位置のとき、1000kg/hを
超える流込み率が得られる。流込みが完了すると、ブレ
ードを流込みオリフィスよりも下に位置決めすることに
よって、ガラス率を10kgと1000kgの間の値に調節するこ
とができる。
【００４２】図６、７、８は、部分的に冷却される床18
ａ、18ｂ（図６）、スリーブレス装置（図７）、および
２つの可動ブレード26ａ、26ｂ（図８）を備えた、本発
明による抽出装置の３つの変形例を示す。これらの図
で、図１ないし５の構成装置と対応するものには、それ
らの図と同じ符号が付いている。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】メルタ中の融解された材料の流込みによる抽
出用の既知の装置を示す図である。
【図１ｂ】メルタ中の融解された材料の流込みによる抽
出用の既知の装置を示す図である。
【図１ｃ】メルタ中の融解された材料の流込みによる抽
出用の既知の装置を示す図である。
【図２】閉鎖位置の抽出装置の一般図である。
【図３】流込みを待つ完全に開いた位置にある同じ装置
を示す図である。
【図４】完全に開いた位置にある同じ抽出装置を示す図
である。融解された材料の流込みが行われている。
【図５】融解された材料の流込み率を調節するための中
間閉鎖位置にある抽出装置を示す図である。
【図６】部分的に閉じられた床を有するメルタを備えた
抽出装置を示す図である。
【図７】部分的に冷却される床と、スリーブのない流込
みオリフィスを有する抽出装置の他の例を示す図であ
る。
【図８】２つの可動ブレードを有する抽出装置の例を示
す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クリスチヤン・ラデイラ フランス国、30126・サン・ローラン・ デ・ザルブル、シユマン・ドウ・ラ・コス ト・ドウ・レベスク（番地なし) (72)発明者 アンリ・ピリオル フランス国、84000・アビニイオン、アン パス・ランジユ、４ (72)発明者 ジヤン−ピエール・グニルカ フランス国、30200・バニイヨール・スユ ール・セーズ、ベネジヤン、シユマン・ ウ・デ・エフ・ニユメロ・８

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 融解された材料を、調節可能な流量で冷
    却構造メルタに流し込むことによる抽出用の装置であっ
    て、前記メルタは、水流によって冷却される流込みオリ
    フィスの周囲に床（18）の少なくとも一部があり、かつ
    融解すべき材料を融解できる加熱源を有し、かつ −直径Ｄが、メルタを形成する壁の厚さＨ以上である、
    メルタの床（18）にあるオリフィスと、 −オリフィスの側壁に適応させることができるショルダ
    （21）がその基部にあり、融解された材料用の注入管を
    形成する中央通路を有し、オリフィスの側壁とスリーブ
    （20）自体の該基部の間に、スリーブ自体とメルタの冷
    却床の間に絶縁材料（22）を受けるためのすきまが設け
    られた金属製スリーブ（20）と、 −オリフィスに沿ったブレードの並進運動を制御し、し
    たがって程度の差こそあれ大きな開閉状態を決定するア
    クチュエータ（32）を備えた冷却された摺動ブレードを
    有する、メルタの床（18）下の装置（26）とを備えてい
    る。
  2. 【請求項２】 摺動ブレード（26）が、傾斜された前縁
    （34）を有することを特徴とする、請求項１に記載の装
    置。
  3. 【請求項３】 金属製スリーブ（20）が、オリフィスの
    方向に開く円錐形部分（24）を内側基部に有することを
    特徴とする、請求項１に記載の装置。
  4. 【請求項４】 摺動ブレードを耐火鋼で、スリーブをモ
    リブデンで作ることを特徴とする、請求項１に記載の装
    置。
JP09022594A 1993-04-29 1994-04-27 冷却壁を有する融解炉で融解された材料の調節可能な流量での注ぎによる抽出用の装置 Expired - Lifetime JP3672942B2 (ja)

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DE (1) DE69416712T2 (ja)
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