JPS6230133B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガラス溶融炉から溶融ガラスを取出
す装置に係り、更に詳しくは、溶融ガラスの所望
量を任意の時期に取り出すことができる装置に関
する。本発明の装置は、ガラス製造業や高レベル
放射性廃棄物のガラス固化処理などに用いられる
ガラス溶融炉から、溶融ガラスを取出すのに極め
て有用である。

近年、例えば原子力発電における使用済核燃料
の再処理工場から発生する放射性廃液などの高濃
度の放射性廃棄物を処理する方法として、ガラス
固化法が用いられるようになつた。このガラス固
化法とは、放射性廃棄物のか焼物とガラス形成物
質とをガラス溶融炉で混融して、生成した溶融混
合物の一定量を間欠的に取出し、格納容器へ導い
て固化させることにより、前記放射性廃棄物のか
焼物をガラス形成物質中に物理的・化学的に安定
な状態で封入して、半永久的な貯蔵を図るもので
ある。

従来、かかるガラス固化法に用いられる、ガラ
ス溶融炉から溶融ガラスを取出す装置としては、
ガラス溶融炉の炉底壁に穿たれた孔の下端に取付
けられ、高周波誘導コイルが周設された金属製管
片から成る装置（特開昭55−47228）が知られて
いる。この装置は、前記金属製管片を加熱しなが
ら溶融ガラスを流下させて取出す。一貯蔵量を取
出したら、高周波誘導コイルによる加熱を停止す
ると共に、金属製管片の内側面に開口した細孔を
介して冷却ガスを金属製管片内に送入することに
より、金属製管片内の溶融ガラスを冷却、固化し
てガラス栓とし、これにより溶融ガラスの流出を
停止させる。次に、溶融ガラスの取出しを行うと
きは、前記高周波誘導コイルによる加熱で、排出
口を閉塞しているガラス栓を融解、流下させ、同
様の手順で次の貯蔵量を取出すというものであつ
た。ところが、この装置は次の欠点を有してい
た。すなわち、 (1) 炉底壁に穿たれた孔及びこの孔の下端に取付
けられた前記金属製管片により溶融ガラスの流
出孔が形成され、流出停止時には、この流出孔
内に固化したガラスが栓となつて詰まつてい
る。ガラス取出し時にはこの栓を溶かす必要が
あるが、前記高周波誘導コイルで発熱するのは
金属製管片のみである為、流出孔の炉壁部は間
接的に加熱されるにすぎず、ガラス栓全体が溶
けてガラスが流下するまでには長時間を要して
しまう。

(2) 溶融ガラスの流出を停止させるための手段
が、金属製管片内の流出ガラスを固化させ、ガ
ラス栓を形成させることのみによる為に、流出
ガラスの停止が即時に行なえず、取出す溶融ガ
ラスの量を適確に調節できない。また、流出ガ
ラスが固化する過程で、該流出ガラスの一部が
金属製管片の内壁を伝わつて流下し、該金属製
管片の下端で紡糸状のガラスを形成せしめ、こ
れが溶融ガラスの取出しの障害となる。

以上述べた様に、前記従来の装置においては、
溶融ガラスの流出の停止が即時に行なえず、ま
た、ガラスの流出を開始させるのに長時間を要す
るため、溶融ガラスの所望量を任意の時期に取出
すのが困難であるという欠点を有していた。

本発明の目的は、従来の装置が有していた以上
の欠点を解消し、溶融ガラスの所望量を任意の時
期に取出すことができる装置を提供することにあ
る。

すなわち、本発明のガラス溶融炉から溶融ガラ
スを取出す装置は、一端がガラス溶融炉の下部炉
壁に穿たれた孔に取付けられ、ガラス流出孔を形
成するガラス流出管と、前記ガラス流出管の周囲
に設けられた高周波誘導コイルと、前記ガラス流
出管の他の開口端に取付けられた摺動ノズルを具
備し、前記ガラス流出孔の少くとも内表層が略全
域に亘り抵抗発熱体から成ることを特徴とする。

本発明の装置においては、ガラス流出管の周囲
に冷却管を設けることが、ガラス流出孔内のガラ
スの固化を促し、ガラス栓を迅速に形成させる上
で好ましい。

本発明の装置を、一層明らかなものとするため
に、図面に表した一実施態様に即して、本発明を
詳細に説明する。この実施態様では、ガラス溶融
炉が、絶縁耐火物から成るるつぼの周囲に高周波
誘導コイルを配置して成るるつぼ型の高周波誘導
炉であり、ガラス流出管の周囲に冷却管を設けた
場合の一例である。

第１図に示した装置は、るつぼ型の高周波誘導
炉１の炉底壁２に穿たれた孔３に、溶融ガラス４
を炉１の外へ取出すためのガラス流出管５が、そ
の一方の開口端６が炉底面７に接続されて取付け
られて、ガラス流出孔８を形成している。前記ガ
ラス流出管５は、抵抗発熱体から成り、例えば、
白金、インコネル、白金合金、モリブデン合金、
タングステン合金、インコロイ、ハステロイ等の
耐熱金属、又は、例えば、炭化珪素、グラフアイ
ト、MoSi₂−SiC、モリブデンシリサイド、ラン
タンクロマイト、酸化錫焼結体等の非金属発熱体
などから成る。前記ガラス流出管５の取付け状態
及び構成材料は、これに限定されず、形成される
ガラス流出孔８の少くとも内表層が、略全域に亘
り抵抗発熱体でできていれば良い。他の態様を図
面にて例示する。第２〜６図は炉１とガラス流出
管５の取付け部を部分的に示す断面図であり、第
１図と同一要素は同一番号で示した。第２図及び
第３図で示した実施例においては、炉底壁２に穿
たれた孔３の下部、又は下端に抵抗発熱体から成
るガラス流出管５が取付けられて、炉底壁の穿孔
の一部３ａ又は全部３ｂとともにガラス流出孔８
を形成している。該ガラス流出管５の上方に連な
つている３ａ又は３ｂの部分の周壁には、抵抗発
熱体層２３が内張りされていて、結局ガラス流出
孔の内表層全域に亘り抵抗発熱体で構成されてい
る。第４図に示した実施例においては、炉底壁２
に穿たれた孔３に、例えば、グラスロツク、窒化
硼素、窒化珪素、マコール、ステアタイト磁器な
どの絶縁性耐火物から成るガラス流出管５が取付
けられて、ガラス流出孔８を形成している。該ガ
ラス流出管５の内表面には、抵抗発熱体層２４が
内張りされている。第５図及び第６図に示した実
施例においては、炉底壁２に穿たれた孔３の下部
又は下端に絶縁耐火物から成るガラス流出管５が
取付けられて、炉底壁の穿孔の一部３ａ又は全部
３ｂとともにガラス流出孔８を形成している。該
ガラス流出管５の上方に連なつている３ａ又は３
ｂの部分の周壁及び該ガラス流出管５の内表面に
は、抵抗発熱体層２５が内張りされている。

第１図の実施例に戻ると、前記ガラス流出管５
の周囲には、高周波誘導コイル９が配置されてい
る。該高周波誘導コイル９は通常、高周波発振器
（図示せず）に接続されて、該高周波発振器から
供給される高周波の交流により、前記ガラス流出
管５を直接誘導加熱する。かかる高周波発振器の
発振周波数としては、通常0.5〜4000KHzである
が、本発明において使用される周波数としてはこ
れらに限定されない。又、この高周波発振器は、
被加熱体を加熱する温度に応じてその出力が可変
であることが好ましい。

第１図に示した実施例においては、前記ガラス
流出管５の周囲に、溶融ガラス４の流出を停止す
る時に、ガラス流出管内のガラス固化を促進させ
る冷却管１０が高周波誘導コイル９に付設されて
配置されている。該冷却管１０は、例えば、前記
高周波誘導コイル９の外側に離れて設けられてい
ても良い。この冷却管１０には、冷却水又は冷却
空気その他の冷媒を流通させる。また、第７図に
示した様に、冷却管１０の、ガラス流出管５と対
向する内側面３１に冷媒吹出し用の細孔３２が設
けられていると、より高い冷却効率が得られる。

前記ガラス流出管５の下端には、溶融ガラス４
の流出を強制的に止める摺動ノズル１１が取付け
られている。該摺動ノズル１１は、ガラス流出管
５の一方の開口端１２の周壁に取付けられた固定
盤１３と、該固定盤１３の下面１４に上面１５を
接して摺動自在に取付けられた摺動盤１６から成
り、該摺動盤１６が連結棒１７を介して摺動盤１
６を摺動させる作動装置１８に連結されている。
作動装置１８は連結棒１７を介して摺動盤１６に
直進運動を与える。摺動盤１６には中央に垂直な
貫通孔１９が穿たれていて、この貫通孔１９をガ
ラス流出孔８に一致させることによりノズルを開
き、ガラス流出孔８からずらすことによりノズル
を閉じる。

前記作動装置１８は空圧式、油圧式又は電動式
のものであつても良く、或は手動式であつても良
い。第８図ａ，ｂは、前記摺動盤１６の摺動状態
を示した図である。溶融ガラスの流出時、及び、
ガラス流出孔８にガラス栓が存在する時は、ａに
示した様に、摺動盤１６の貫通孔１９がガラス流
出孔８と一致した状態にある。また、溶融ガラス
４の流出を強制的に止める時は、ｂに示した様
に、ガラス流出管５の開口端１２が、摺動盤１６
の上面１５によつて塞がれる。

第１図に戻ると、前記固定盤１３及び摺動盤１
６は、固定座２０，２０及びクツシヨン材２１，
２１，２１を介して固定枠２２，２２，２２に取
付けられている。

前記固定盤１３及び摺動盤１６の材料として
は、窒化硼素、カーボン含浸アルミナ、マコー
ル、グラスロツク、フエロン−ｃ、サイアロン焼
結体等の耐火物及び白金、インコネル、白金合
金、タングステン合金、インコロイ、ハステロ
イ、ジルカロイ、モリブデン合金等の耐熱金属な
どが用いられる。上記材料としては、通常、耐火
物のみを用いても良いが、第９図に示した様に、
固定盤１３が、ガラス流出管５の周囲の耐火物層
２７と、該耐火物層２７を包囲する耐熱金属層２
８から成り、摺動盤１６が、ガラス流出管５の開
口端１２と摺接する耐火物層２９と、該耐火物層
２９を包囲する耐熱金属層３０から成ることが、
次の理由で好ましい。すなわち、耐火物のみを用
いた場合に比べ、固定盤及び摺動盤の加工精度が
向上し、耐火物層を耐熱金属層で包囲しているた
めに、摺動が連続多数回に亘つて円滑に行うこと
ができる。また、固定盤の下面と摺動盤の上面の
密着性が良好である。

また更には、前記耐火物層２７及び２９がガラ
スに濡れにくい性質を有する窒化硼素から成るこ
とが、貫通孔１９の周壁に付着、固化したガラス
が容易に離脱でき、且つ、耐火物層２７及び２９
の間隙へのガラスの浸入を防止できるために好ま
しい。

本発明の装置を用いて、溶融ガラス４を炉１か
ら取出す方法は、例えば次の通りである。すなわ
ち、高周波誘導コイル９へ高周波を供給してガラ
ス流出孔８の周囲を発熱させ、摺動盤１６の貫通
孔１９をガラス流出孔８を一致させた状態で、炉
１から溶融ガラス４の一定量を取出す。溶融ガラ
ス４の流出を停止させる時は、高周波誘導コイル
９への高周波の供給を停止し、且つ、冷却管１０
に例えば冷却水を流通させてガラス流出孔８内の
ガラスを冷却し、半固化の状態にすると共に、摺
動盤１６を摺動させてガラス流出管５の開口端１
２を摺動盤１６の上面１５で塞いでガラスの流出
を強制的に止める。ガラス流出孔８内のガラスが
固化してガラス栓を形成させた後、冷却管１０へ
の冷却水の流通を止める。次にガラスを取出す時
は、摺動盤１６を再び摺動させ、貫通孔１９がガ
ラス流出孔８を一致した状態に戻し、高周波誘導
コイル１０への交流の供給を開始しガラス流出孔
８内のガラス栓を融解、流下させて、炉１から溶
融ガラス４を取出す。

本発明の効果として、以下の点を挙げることが
できる。

(1) 高周波誘導コイルに交流を供給して、ガラス
流出孔内に形成されたガラス栓を融解、流下さ
せる時に、ガラス流出孔の少なくとも内表層の
略全域を構成する抵抗発熱体が一様に発熱する
為、前記ガラス栓の融解、流下が短時間で達成
される。

(2) 摺動ノズルを用いて、ガラス流出孔の下端を
閉じることにより、溶融ガラスの流出を即時に
止めることができ、また、ガラス流出孔の下端
での紡糸状ガラスの形成を防止できる。

(3) 上記(1)及び(2)によつて、溶融ガラスを間欠的
に取出す場合に、該溶融ガラスの所望量を任意
の時期に取出すことができ、取出す溶融ガラス
の量を的確に調節することができる。

本発明の装置は、ガラス製造業や高レベル放射
性廃棄物のガラス固化処理などに用いられるガラ
ス溶融炉から溶融ガラスを取出すのに極めて有用
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の装置の概略を示す断面図で
ある。第２図乃至第６図は、本発明に係るガラス
溶融炉とガラス流出管の取付け部を部分的に示す
断面図である。第７図は、本発明に係る、細孔を
設けた冷却管の概略説明図である。第８図ａ，ｂ
は、本発明に係る摺動盤の摺動状態を示す断面図
であり、ａは摺動盤の貫通孔がガラス流出孔と一
致した状態を示し、ｂはガラス流出孔の開口端が
摺動盤の上面によつて塞がれた状態を示す。第９
図は、本発明に係る、耐火物層と耐熱金属層から
成る、固定盤及び摺動盤を示す断面図である。 １……高周波誘導炉、５……ガラス流出管、８
……ガラス流出孔、９……高周波誘導コイル、１
０……冷却管、１１……摺動ノズル、１３……固
定盤、１６……摺動盤、１８……作動装置、１９
……貫通孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一端がガラス溶融炉の下部炉壁に穿たれた孔
   に取付けられ、ガラス流出孔を形成するガラス流
   出管と、前記ガラス流出管の周囲に設けられた高
   周波誘導コイルと、前記ガラス流出管の他の開口
   端に取付けられた摺動ノズルを具備し、前記ガラ
   ス流出孔の少くとも内表層が略全域に亘り抵抗発
   熱体から成ることを特徴とするガラス溶融炉から
   溶融ガラスを取出す装置。 ２ 冷却管がガラス流出管の周囲に設けられた特
   許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 摺動ノズルが、ガラス流出管の一方の開口端
   の周壁に取付けられた固定盤と、該固定盤の下面
   に上面を接して摺動自在に取付けられた摺動盤か
   ら成り、前記摺動盤が、該摺動盤を摺動させる作
   動装置に連結されている特許請求の範囲第１項又
   は第２項記載の装置。 ４ 固定盤が、ガラス流出管の周囲の耐火物層
   と、該耐火物層を包囲する耐熱金属層から成り、
   摺動盤が、ガラス流出管の開口端と摺接する耐火
   物層と、該耐火物層を包囲する耐熱金属層から成
   る特許請求の範囲第３項記載の装置。