JPS5811032A - 粒状化装置 - 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】 この発明は種々の溶解原料を溶融させてできた溶融体を
粒状に固化させるようにした粒状化装置に関するもので
ある。

従来の粒状化装置にあっては、回転板にはセフミック板
や水冷の銅板が用いられている為、高融点の金属（例え
ば鉄の融点は１５００°Ｃ位である）や無機物（Ｖリカ
、アルミナ、マグネシア等の酸化物或いはその他の硫化
物、塩化物があシ、その融点は１０００°Ｃ〜２０００
°Ｃである）からなる平均温度が１５００°Ｃ程度の溶
融体を粒状化させようとする場合、セラミック板におい
てはそれらの溶融体の落下による熱衝撃で回転円板かわ
れたシ、水冷銅板においてはそれらの溶融体が回転円板
に溶着してしまって粒状化が確実に行なわれ得なくなる
問題点があった。

そこで本発明は、上述の問題点を除くようにしたもので
、上記のような原料の溶融体であってもそれを確実に粒
状化させることができるようにした粒状化装置を提供し
ようとするものである。

以下本願の実施例を示す図面について詩、明する。

第１図において、ｌは溶解原料を溶融させるようにした
溶融装置、２は溶融装置１でできた溶融体を粒状化させ
るようにした粒状化装置、３は出来上がった粒状物を容
器に充填するようにした充填装置を夫々示す。

先ず上記溶融装置１について説明する。この溶融装置１
としては粒状化させようとする原料例えば汚泥焼却灰、
溶融炉から生ずるスラグなどに応じて燃焼炉、誘導炉、
アーク炉などがあるが、そ汎らは周知であるのでその図
示は省略し、比較的知られていないものの例として放射
性廃棄物の溶融装置を示しだ。図において４は炉殻でそ
の内部空間の全周を包囲できる構造に構成しである。５
は炉殻４におけるルツボを示し、その内部には溶融用の
空間６が設けられている。８は溶解原料の装入筒を示し
、装入口９から装入された溶解原料を前記空間６に向け
て案内できるようにしである。

１０は装入口９に設けられた閉鎖装置を示し、装入口９
を開閉自在に閉鎖できるようにしだ扉】１とその扉を開
閉作動させるようにしたシリンダー球等を有している。

１４　、１５は炉殻４に貫通状に取付けられたプラズマ
トーチを示し、前記空間６に向けてプラズマアークを放
出し得るように構成しである。尚プラズマトーチ１４は
装入筒８の回シに複数本が備えられており、またプラズ
マトーチｂは矢印方向の傾動を自在に支承されている。

次に１６はルツボ５の周壁の一部に設けられた流出口、
１７は流出口１６に連接する流下路、袷は流下口を夫々
示す。１９は冷却棒で、矢印方向への進退を自在に構成
されておシ、後述のように流出口用から流出する溶融体
の流出を停止させる場合に、この冷却棒１９の先端を流
出口１６に位置させることによシ流出口１６から流出し
ようとする溶融体を冷却固化させて、上記溶融体の流出
を停止させ得るように設けられている。

次に粒状化装置２について説明する。尚この粒状化装置
は第２図にその詳細が示されている。４は基枠、ｎは基
枠の上方に備えられた囲壁として例示する筒体を示し、
図示外の支持体によって支持されている。この筒体ｎは
内径が例えば１０００藺以上（本例では２０００ｍ）あ
るいはそれ以下の円筒状に構成され、又流通路幻を備え
て、そこに冷却水等の冷却体を流通させることによって
冷却し得るように構成しである。ツは筒体ρの上部に被
せつけた天板を示し、筒体ρと同様に冷却体の流通路め
を備えている。加は溶融体の受入口を示し、前記溶融装
置１における流下口用に連通させである。次にＩは筒体
４の下方に備えられた振（８） 動板を示し、基枠４に取付けられた支持体列、２０によ
って図示されるような傾斜状（傾斜角は例えば５〜１０
°にされる。）に支持されている。この振動板ηも前記
筒体ρと同様に水冷構造となっている。又この振動板Ｉ
には図示はしないが振動モータが取付けられておシ、上
下、前後に振動するように構成されている。次に上記筒
体ρの軸心部分に備えられた機構について説明する。３
１は基枠２１に取付けられた支承枠、＆は支承枠３１に
取付けられた軸受体、羽は軸受体羽の上に鉛直状に取付
けられた支持筒、調は支持筒田の上端に取付けられた軸
受体を夫々示す。部は支持筒おの中空部に備えられた回
転軸で図示されるように筒体を用いて構成されている。

この回転軸部は前記軸受体羽、３４に対しペアリングア
、３７を用いて回転自在に取付けられている。尚図示は
しないが、上記ベアリング部、３７の夫々の上下の位置
において軸受体羽、３４と回転軸あとの間にはオイルシ
ーｐが夫々設けられている。田は回転軸あの上端に取付
けられた回転円板で、元素周期律表第１％’−Ｂ族の金
（４） 属（以下第■金属とも呼ぶ）の−例として金属ジルコニ
ウムで形成されている。金属ジルコニウムはセラミック
よシ熱衝撃に対する強度がはるかに大きく、金属のなか
では高θ点、低密度、小比熱、低熱伝導率という性質を
有し、それ自体高温に耐えるとともに熱を拡散しにくく
、また昇温するのに多くの熱エネルギーを必要としない
。さらに金属ジルコニウムは酸素に対して活性な働きを
もち、容易に酸化する性質がある。ジルコニウムの酸化
物はアルミニウムやマグネシウムの酸化物と同様に耐火
性にすぐれ、同時に金属よ如良好な断熱作用を示す。上
記回転円板あはそのような金属ジルコニウムで形成され
ているとともに、その表面はよ如高温に耐え得るようジ
ルコニウムの酸化物層で覆われている。尚その酸化物層
を形成する場合、−例として、ジルコニウムで形成され
た回転円板を酸化算囲気中で加熱することによシ上記酸
化物層を容易に形成させることができる。この回転円板
あの上面には図示される如き凹部ａａａが形成されてい
る。この凹部ａＳａの斜面の傾斜角度は、後述のような
粒状化作業のときに四部３８＆に小量の溶融体が溜まシ
得るよう、回転円板あの回転数、溶融体の供給量などに
応じて決められる。（本例では８０°となっている。）
４１は軸受体調に取付けたカバーを示す。次に上記回転
軸部の駆動装置社について説明する。砺は基枠４に取付
けられたモータ、祠はギヤ、柘はギヤ劇の出力軸に取付
けられたプーリ、椙は回転軸部に取付けたフ”−リ、４
７は両プーリ荀、４６に懸回させたベルトで、これらは
モータ心が回動することによジその回動力をギヤ利、グ
ーり砺、べμトＣ，プーリ柘を介して回転軸部に伝え、
その回転軸部を例えば毎分５００〜１８００回転の回転
数あるいはそれ以上やそれ以下の回転数で回転させ得る
ように構成しである。

次に充填装置３について説明する。５１はフレーム、５
２はフレームに取付けられた複数のスプロケットで、こ
れらのスプロケット５２には無端チェーン５３が図示さ
れるように懸回しである。５４はチェーン５３に取付け
たパケット、５５はホッパー、５６はホッパー５５にお
ける排出口を示す。

上記構成のものにあって、溶融装置１においては次のよ
うにして放射性廃棄物等の溶解原料の溶融を行なう。即
ち扉１１を開いて装入口９から溶解原料を装入し、その
原料を装入筒８を介して溶融用の空間６に装入する。装
入された溶解原料にはフ”ラメマトーチ１４　、１１５
からのプラズマアークを照射してこれを溶融させる。上
記溶融によシできだ溶融体は流出口笛から流出させ流下
路１７を介して流下日用から粒状化装置２の内部に落下
させる。

粒状化装置２においては次のようにして上記溶融体の粒
状化を行なう。即ち筒体ρ、天板勢、振動板〃には夫々
冷却水を流通させておく。又駆動装置社によって回転円
板部を所定の回転数で回転させておく。この状態におい
て上記溶融体が受入口々から回転円板部の上に落下する
と、その溶融体は遠心力によって四方六方に分散される
。溶融体がこのように分散される過程において溶融体は
粒状化し、冷却されている筒体ρの内面に肖ってはね返
シ、振動板ηの上に落下する。またこの過程において、
上記粒状化によシできた粒状物は固化（７） する。上記傾斜状態となった振動板ηの上に落下した粒
状物は、振動板ｄの振動によって傾斜方向の下方（図に
おいては右方）へ向けて順次移動する。この移動過程に
おいて上記粒状物は順次冷却されていく。尚上記回転円
板部の回転数は、回転円板あの上に落とされる溶融体の
供給量、流動度、金属や無機物の混在度その他に応じて
、その溶融体の適切な粒状化が行なわれるように前記の
範囲内で定めるのが適肖である。

上記のよう処して冷却された粒状物は、次に充填装置３
によって任意の容器内に詰め込まれる。即ち振動板ｎの
上をその最下部まで移動した粒状物はバケツ）６４の中
に入る。このパケット８はチェーン５３の移動によって
矢印方向に移動し、ホッパー邸の上方に至る。ホッパー
５５の上方においてはバケツ）５４内の粒状物がホッパ
ー５５の中に投入される。その粒状物はホッパーの排出
口５６から図示外の任意の容器の中に詰め込まれる。

上記の如く粒状化装置２によって溶融物を粒状化させる
場合、前記のように筒体ρの内径が一例と（８） して１０００ｍ以上に構成されておシ、又回転円板あの
回転数が一例として毎分５００〜１８００回転に定めら
れている為、上記溶融体が種々の金属や無機物の混合し
たものであってもその溶融体は前述のようにして確実に
粒状化が行なわれる。

なお、本明細書に述べた金属ジルコニウムは元累周期律
表第■−Ｂ族に属し、この族の金属は他の族の元素に比
べておおむね金属ジルコニウムについて本明細書に述べ
た性質に近い性質をもち、同様に使用することが可能で
ある。また、本明細書に述べた金属ジルコニウムの性質
はこれが大部分合まれる合金においても発揮されるもの
であシ、本件明細書中でいう金属ジμコニウ五には、コ
スト低減、機械的性質の向上等の理由で合金元素が添加
された金属ジルコニウムを主成分とする合金も当然含ま
れるものである。

以上のようにこの発明にあっては、回転円板あの上に溶
融体を落とすようにしたものであるから、その溶融体を
遠心力によシ四方へ方に飛散させて粒状化させられる特
長がある。

しかも上記回転円板あは第■金属という高融点で耐熱衝
撃性の高い金属の材料で形成しているから、上記の如く
粒状化を行なっている場合、溶融体が極めて高温のもの
であってもその高温によく耐えて長時間にわたシ上記飛
散、粒状化を継続することができ、しかもその場合、第
■金属は低密度、小比熱、低熱伝導率という性質を有す
るから、回転円板あにおいて落下してきた高温の溶融体
を受は止める表面部分が中心や周辺部に熱を拡散するこ
となくすばやく昇温し、上記受止部分の表面温度を溶融
体が冷却されない温度以上に保つことができ、溶融体の
正常な飛散（回転円板に冷却されて溶融体が溶着するの
を抑制した状態での飛散）を継続できる効果がある。

更にその上、上記の如く回転円飯田は第■金属という密
度と比熱の小さい材料で形成しているから、上記溶融体
の粒状化作業を開始する場合には、回転円飯田において
上記落下してきた高温の溶融体を受は止める部分の温度
を素早く高温化させてすぐに正常な状態での溶融体の飛
散を開始させることができ、始動時間を短縮できる効果
がある。

しかも上記の如く回転円板あを第■金属というセラミッ
クよりは熱伝導の良い材料で形成したものであっても、
その回転円飯田の表面は容易に酸化させることができ、
その第■金属の酸化物層という上記第■金属よ如も耐火
性にすぐれかつ熱伝導の悪い層で覆っており、しかも第
■金属自体は金属の中でも密度と比熱が小さいため、第
■金属酸化物層を通してくるわずかの熱で溶融体が落下
して飛散が継続される初期のうちに容易に温度があがシ
、そのため上記粒状化の全体工程における回転円板全体
への熱拡散による溶融体の冷却が一層防止され、また粒
状化作業中において溶融体の供給が中断しても、回転円
板部からの熱の放散を抑制してその冷えを防止すること
ができ、その後溶融体の供給が再開されたときには元通
ルの正常な飛散、粒状化を行ない得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本願の実施例を示すもので、第１図は溶融粒状化
システムの略示図、第２図は粒状化装置（１１） の要部縦断面図。 η　　　筒体、あ　　・回転円板。 （１２）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 囲壁の内部における中央部には回転円板を配設し、上記
   回転円板を回転させた状態においてその上面に落下させ
   た溶融体をその遠心力によル飛散させて粒状化させるよ
   うにしている粒状化装置において、上記回転円板は元累
   周期律表第■−Ｂ族の金属で形成すると共に、その表面
   は該金属の酸化物層で覆ったことを特徴とする粒状化装
   置。