JPH0972996A - ガラス溶融炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 液状ガラス１２を貯留可能な貯留空間２
を有する溶融炉本体１と、溶融炉本体１の上部にその外
部と貯留空間２とを連通するように設けたガラス原料８
が通過可能な原料供給ノズル１９と、ガラス原料８を受
領し得るように原料供給ノズル１９の下方に設けられ且
つ液状ガラス１２を流出させ得る中空構造のガラス受け
部材２４と、ガラス受け部材２４の内部のガラス原料８
を溶融させ得る加熱装置２０とを備える。 【効果】 ガラス原料８が溶融した液状ガラス１２をガ
ラス受け部材２４から貯留空間２の液状ガラス１２に対
して流出させるので、貯留空間２に貯留されている液状
ガラス１２の液面にガラス原料８の堆積層が形成され
ず、貯留空間２の液状ガラス１２に過熱が生じない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガラス溶融炉に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】原子力施設等において発生する放射性廃
液は、廃液処理施設においてガラス固化体として処理さ
れた後、更に金属製の固化体保管容器に収納されたう
え、放射性廃棄物保管施設に保管される。

【０００３】上記の廃液処理施設では、ガラス溶融炉の
内部においてガラス原料を溶融させた液状ガラスに放射
性廃液を混入させ、この液状ガラスを金属性のガラス固
化体容器に充填し、該ガラス固化体容器の内部のガラス
を固化させることによって、ガラス固化体を形成させて
いる。

【０００４】図２は従来のガラス溶融炉の一例を示すも
ので、ガラス溶融炉は、耐熱れんが製の溶融炉本体１を
有している。

【０００５】溶融炉本体１の内部には、上下方向中間部
よりも上側に位置する部分が円筒形空間で且つ上下方向
中間部よりも下側に位置する部分が下方に向って徐々に
内径が減少する略逆円錐形空間になった貯留空間２が形
成されている。

【０００６】溶融炉本体１の頂部には、該溶融炉本体１
の外部と前記の貯留空間２とを連通するように、ガラス
原料供給口３、廃液供給口４、ガス排出口５が設けられ
ている。

【０００７】このうち、ガラス原料供給口３には、原料
供給ノズル６が挿入されており、該原料供給ノズル６の
上端部近傍に接続された原料供給管７の内部を進行する
短円柱形状に形成されたガラス原料８が、原料供給ノズ
ル６を経て前記の貯留空間２へ投入されるようになって
いる。

【０００８】一方、廃液供給口４には、廃液供給管を介
して廃液タンク（図示せず）が接続されており、廃液タ
ンクから前記の貯留空間２に廃液９が送給されるように
なっている。

【０００９】また、ガス排出口５には、ガス排出管を介
してガス処理装置（図示せず）が接続されており、貯留
空間２の内部で発生するガス１０をガス処理装置へ送出
するようになっている。

【００１０】溶融炉本体１の両側部には、該溶融炉本体
１の側壁部分を貫通して対向するように一対の電極１
１，１１が設けられており、前記の貯留空間２に液状ガ
ラス１２が貯留された状態において両電極１１，１１の
間に液状ガラス１２を介し所定値の電流を導通させる
と、ジュール熱によって液状ガラス１２が加熱保温され
るようになっている。

【００１１】また、溶融炉本体１の内部には、電気ヒー
タ（図示せず）が内装されており、貯留空間２に液状ガ
ラス１２が貯留されていない状態（初期状態）からガラ
ス溶融炉を稼働状態にさせる場合には、貯留空間２に投
入されたガラス原料８を前記の電気ヒータによって溶融
させることにより液状ガラス１２を得るようにしてい
る。

【００１２】溶融炉本体１の底部には、溶融炉本体１の
内部に貯留された液状ガラス１２を外部へ流出させるた
めの液状ガラス排出口１３が設けられており、該液状ガ
ラス排出口１３の外周囲には、加熱ヒータ１４が外装さ
れている。

【００１３】溶融炉本体１内の液状ガラス１２は、液状
ガラス排出口１３内の固形状ガラスを加熱ヒータ１４に
より溶融・流動化させることにより結合装置（図示せ
す）を介して、ガラス固化体容器に排出されるように構
成されている。

【００１４】更に、溶融炉本体１は、溶融炉本体１の側
部と底部とを断熱部材１６を介して覆うケーシング本体
１７及び溶融炉本体１の頂部を断熱部材１６を介して覆
い且つ前記ケーシング本体１７の上縁部に密着するケー
シング蓋部１８に内装されている。

【００１５】以下、図２に示すガラス溶融炉の作動を説
明する。

【００１６】貯留空間２に液状ガラス１２が貯留された
状態において、両電極１１，１１の間に液状ガラス１２
を介し所定値の電流を導通させ、液状ガラス１２を加熱
保温するとともに、廃液タンクから廃液供給管（図示せ
ず）及び廃液供給口４を介して貯留空間２に廃液９を送
給し、該廃液９を液状ガラス１２に混入させる。

【００１７】一方、このとき、貯留空間２の内部で発生
するガスは、ガス排出口５及びガス排出管を介してガス
処理装置（図示せず）へ送出され、該ガス処理装置にお
いて処理される。

【００１８】更に、液状ガラス排出口１３の下端部に結
合装置を介してガラス固化体容器（図示せず）の上部に
接続し、加熱ヒータ１５で液状ガラス排出口１３内の固
形状ガラスを加熱・流動化させることにより液状ガラス
排出口１３を開放し、貯留空間２に貯留されている液状
ガラス１２をガラス固化体容器に流入させる。

【００１９】上記のガラス固化体容器に廃液９が混入さ
れた液状ガラス１２が所定量充填されたならば、加熱ヒ
ータ１５を停止し、液状ガラス排出口１３内のガラスを
冷却・固着させることにより液状ガラス排出口１３を閉
止し、前記の結合装置から液状ガラス１２が供給された
ガラス固化体容器を離脱させ、該ガラス固化体容器の内
部の液状ガラス１２を自然冷却により固化させてガラス
固化体（図示せず）を形成させるようにし、また、前記
の結合装置に次ぎなるガラス固化体容器を接続する。

【００２０】この作業を繰り返すことにより、貯留空間
２の液状ガラス１２が減少して該液状ガラス１２の液面
が電極１１，１１の上部近傍に接近したならば、原料供
給管７及び原料供給ノズル６を介して貯留空間２にガラ
ス原料８を投入し、貯留空間２に貯留される液状ガラス
１２の増量をさせるようにする。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、貯留空間２
に投入されるガラス原料８は、液状ガラス１２の熱によ
って徐々に溶融するので、一度に多量のガラス原料８を
貯留空間２に投入した場合には、液状ガラス１２の液面
にガラス原料８が堆積した状態になる。

【００２２】このように、ガラス原料８の堆積層が液状
ガラス１２の液面に形成されると、ガラス原料８の堆積
層が奏する断熱効果によって、堆積層の下方では液状ガ
ラス１２に過熱が生じ、また、堆積層の上方ではガラス
原料８に対する溶融能力が低下する。

【００２３】本発明は上述した実情に鑑みてなしたもの
で、液状ガラスの液面にガラス原料の堆積層が形成され
ないガラス溶融炉を提供することを目的としている。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のガラス溶融炉においては、液状ガラスを貯留
可能な貯留空間を有する溶融炉本体と、該溶融炉本体の
外部と前記の貯留空間とを連通するように溶融炉本体の
上部に設けたガラス原料が通過可能な原料供給ノズル
と、該原料供給ノズルの下方にガラス原料を受領し得る
ように設けられ且つ液状ガラスを流出させ得る中空構造
のガラス受け部材と、該ガラス受け部材の内部のガラス
原料を溶融させ得る加熱装置とを備えている。

【００２５】このガラス溶融炉の加熱装置は、原料供給
ノズルの内部に設けるようにすることが好ましい。

【００２６】また、ガラス受け部材は、上部が開口した
形状にし且つ原料供給ノズルの下端部に遊嵌した状態で
配置されるようにすることが好ましい。

【００２７】本発明のガラス溶融炉では、原料供給ノズ
ルから供給されるガラス原料をガラス受け部材に受領さ
せ、該ガラス受け部材が受領したガラス原料を加熱装置
により溶融させると、ガラス原料が溶融した液状ガラス
がガラス受け部材から溶融炉本体の貯留空間に貯留され
ている液状ガラスへ流出する。

【００２８】加熱装置を原料供給ノズルの内部に設けた
場合には、ガラス原料の溶融能力が向上する。

【００２９】ガラス受け部材を上部が開口した形状にし
且つ原料供給ノズルの下端部に遊嵌させた場合には、液
状ガラスがガラス受け部材から溶融炉本体の貯留空間に
貯留されている液状ガラスへ効率よく流出する。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。

【００３１】図１は本発明のガラス溶融炉の実施の形態
の一例を示すものであり、図中、図２と同一の符号を付
した部分は同一物を表している。

【００３２】図１に示すガラス溶融炉では、図２に示す
原料供給ノズル６に替えて、該原料供給ノズル６よりも
外径が小さく且つ上端部近傍に原料供給管７が接続され
た原料供給ノズル１９を、溶融炉本体１に取り付けてい
る。

【００３３】この原料供給ノズル１９は、下端部が溶融
炉本体１の貯留空間２の上部に位置するようにガラス原
料供給口３に挿入され且つ原料供給ノズル１９の上下方
向中間部に設けたフランジ部材２３を介してガラス原料
供給口３の上端部に支持されている。

【００３４】また、原料供給ノズル１９の内部には、そ
の下端部近傍に位置するように電気ヒータ（加熱装置）
２０が設置されており、該電気ヒータ２０には、原料供
給ノズル１９の外部に設置した電源２１が配線２２ａ，
２２ｂを介して接続されている。

【００３５】更に、貯留空間２には、上部が開口して液
状ガラス１２を貯留可能なガラス受け部材２４が、原料
供給ノズル１９の下端部外周面を間隙を隔てて周方向に
取り囲み且つ原料供給ノズル１９の下端面との間に間隙
を隔てて対峙するように配置されている。

【００３６】このガラス受け部材２４は、複数のステー
２５によって前記の原料供給ノズル１９に支持されてお
り、原料供給管７からのガラス原料８は、原料供給ノズ
ル１９を経てガラス受け部材２４に投入されるようにな
っている。

【００３７】以下、図１に示すガラス溶融炉の作動を説
明する。

【００３８】なお、貯留空間２に貯留されている液状ガ
ラス１２を電極１１，１１によって加熱保温すること、
廃液タンク（図示せず）から貯留空間２の液状ガラス１
２に廃液９を混入させること、貯留空間２の内部で発生
するガスをガス処理装置（図示せず）によって処理する
こと、貯留空間２からガラス固化体容器（図示せず）に
対して液状ガラス１２を供給することは、先に述べた従
来のガラス溶融炉（図２参照）と同様であるので、これ
らの工程についての詳細な説明は省略する。

【００３９】廃液９を含有する液状ガラス１２を貯留空
間２からガラス固化体容器に充填する作業を繰り返すこ
とにより、貯留空間２の液状ガラス１２が減少して該液
状ガラス１２の液面が電極１１，１１の上部近傍に接近
したならば、電源２１を作動させることにより電流を電
気ヒータ２０に通電して該電気ヒータ２０を加熱させ
る。

【００４０】この状態で、原料供給管７から原料供給ノ
ズル１９を介してガラス受け部材２４にガラス原料８を
投入すると、該ガラス原料８は電気ヒータ２０から発せ
られる熱により極く短時間のうちに溶融し、液状ガラス
１２がガラス受け部材２４に貯留される。

【００４１】多数のガラス原料８が電気ヒータ２０によ
って溶融されて、液状ガラス１２がガラス受け部材２４
の容量を超過すると、該ガラス受け部材２４からあふれ
る液状ガラス１２が貯留空間２に貯留されている液状ガ
ラス１２に流出（滴下）する。

【００４２】このように、図１に示すガラス溶融炉にお
いては、原料供給ノズル１９を経てガラス受け部材２４
に投入されるガラス原料８を予め電気ヒータ２０により
溶融させ、ガラス受け部材２４からあふれる液状ガラス
１２を貯留空間２に貯留されている液状ガラス１２に滴
下させるので、貯留空間２に貯留されている液状ガラス
１２の液面にガラス原料８の堆積層が形成されない。

【００４３】従って、貯留空間２に貯留されている液状
ガラス１２に過熱が生じることがなく、また、ガラス受
け部材２４に投入したガラス原料８に対する溶融能力が
低下しない。

【００４４】なお、本発明のガラス溶融炉は上述した実
施の形態のみに限定されるものではなく、加熱装置を原
料供給ノズルの内部に設置することに替えて加熱装置を
外部に設置した構成とすること、ガラス受け部材の構造
を上部が開口した中空構造体に替えてガラス原料の通過
を阻止し得る格子構造体あるいは多数の孔を有する中空
構造体として原料供給ノズルの下端部に設けた構成とす
ること、ガラス溶融炉を廃液処理以外の目的に用いるこ
と、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種
々変更を加え得ることは勿論である。

【００４５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のガラス溶融
炉によれば、下記のような種々の優れた効果を奏し得
る。

【００４６】（１）本発明の請求項１から請求項３に記
載したガラス溶融炉のいずれにおいても、原料供給ノズ
ルかガラス受け部材が受領したガラス原料を加熱装置に
より溶融させて、ガラス原料が溶融した液状ガラスをガ
ラス受け部材から溶融炉本体の貯留空間に貯留されてい
る液状ガラスに対して流出させるので、貯留空間の液状
ガラスの液面にガラス原料の堆積層が形成されず、従っ
て、貯留空間の液状ガラスに過熱が生じることがない。

【００４７】（２）本発明の請求項２に記載したガラス
溶融炉においては、加熱装置を原料供給ノズルの内部に
設けているので、ガラス原料の溶融能力が向上する。

【００４８】（３）本発明の請求項３に記載したガラス
溶融炉においては、ガラス受け部材を上部が開口した形
状にし且つ原料供給ノズルの下端部に遊嵌させているの
で、液状ガラスがガラス受け部材から溶融炉本体の貯留
空間に貯留されている液状ガラスへ効率よく流出する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガラス溶融炉の実施の形態の一例を示
す断面図である。

【図２】従来のガラス溶融炉の一例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 溶融炉本体 ２ 貯留空間 ８ 原料ガラス １２ 液状ガラス １９ 原料供給ノズル ２０ 電気ヒータ（加熱装置） ２４ ガラス受け部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液状ガラスを貯留可能な貯留空間を有す
   る溶融炉本体と、該溶融炉本体の外部と前記の貯留空間
   とを連通するように溶融炉本体の上部に設けたガラス原
   料が通過可能な原料供給ノズルと、該原料供給ノズルの
   下方にガラス原料を受領し得るように設けられ且つ液状
   ガラスを流出させ得る中空構造のガラス受け部材と、該
   ガラス受け部材の内部のガラス原料を溶融させ得る加熱
   装置とを備えてなることを特徴とするガラス溶融炉。
2. 【請求項２】 加熱装置が原料供給ノズルの内部に設け
   られていることを特徴とする請求項１に記載のガラス溶
   融炉。
3. 【請求項３】 ガラス受け部材が上部が開口した形状を
   有し且つ原料供給ノズルの下端部に遊嵌した状態で配置
   されていることを特徴とする請求項１あるいは請求項２
   に記載のガラス溶融炉。