JPH06511461A

JPH06511461A - 溶融装置

Info

Publication number: JPH06511461A
Application number: JP4507854A
Authority: JP
Inventors: リチャーズ　レイ　エス
Original assignee: Glasstech Inc
Current assignee: Glasstech Inc
Priority date: 1991-03-07
Filing date: 1992-03-03
Publication date: 1994-12-22
Anticipated expiration: 2012-11-12
Also published as: US5573564A; DE69230170T2; ATE185779T1; AU1571692A; JP2674879B2; CA2105576A1; EP0574537A1; KR0144657B1; CA2105576C; DE69230170D1; WO1992015532A1; US5364426A; EP0574537B1; US5120342A; EP0574537A4

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】高ぜん断ミキサー及びガラス溶融装置並びに方法技術分野本発明はガラス溶融方法及び装置に関し、特に非常に撹拌された溶融容積部分を有するガラス溶融装置に関する。

発明の背景ガラス化は危険な廃棄物やリサイクル用ガラス製造スクラップを処分するアプローチとして有望である。ガラスを製造する際、ガラス化可能な材料をその融点まで加熱してから冷却しガラスを形成する。

従来のガラス製造炉は、溶融ガラスのプールの上面上の炉内で燃焼したガスからの直熱を使用する大型耐火物内張りタンクである。普通、ジュール効果加熱と呼ばれる、ガラス化可能な材料に電気エネルギを印加してこの材料を加熱する電気ガラス炉も開発されている。このような炉内での流体の流れは主として対流の流れである。ガスたき又は電気加熱ガラス製造炉では、ガラス内の泡の形成を最小限にするようガラス浴の攪拌はあったとしてもごく限られている。泡は完成ガラス製品にとって一般に望ましくない。

１９７０年のはしめ、オーエンス・イリノイズは３段急溶融哨製装置を開発し、これは米国特許第３゜８５０．６０６．３．６５４．８８６．３．９８８，１３８及び　３゜８１９．３５０号に記載されている。この急溶融精製装置計画はセラミック・ブレンテン６フ巻、１１号（１９８８年）の１８０６頁にシイ・ニス・リチャーズが発表した“急溶融精製装置”なる名称の論文に概説されている。

急溶融精製装置では、ガラス製造プロセスは３つの別工程に分けられる。第１工程で、特殊の機械によりガラスを加熱し回分材料を溶融し：第２工程で、ガラスを均質化して砂粒子と踵を除去し：第３工程で、遠心作用を加え種と泡を除去することによってガラス・ガラスを精製する。

オーエンス・イリノイズの装置は容器等の製造に使用されるガラスの製造をめさしている。急溶融装置は、従来のメルターが必要とする溶融面積のほんの１０〜１５パーセントて、従来のコールド・トップ電気メルターと同等の溶融容量を達成する。メルターのサイズが小さければ小さいはと、低い温度で揮発と熱損失を減少する。さらに、空気汚染制御装置の大きさやコストが減少される。一様一体ガラス温度が維持されるため、ガラス・メルトを１００〜２００°Ｆの溶解状聾に維持する低平均温度か得られる。リサイクル又はガラス化用急溶融プロセスの利点はこの発明以ｉｉ１の市場では認識されなかった。１９８８年のリャーズの論文に、従来の仕事や、低レベル放射性廃棄物、市の焼却炉廃棄物及びアスベスト廃棄物材を含む危険な廃棄物材をガラス化するオーエンス・イリノイズプロセスの適用案の活眼を開示した。しかし、プロセス案を実行する装置と方法は企図されなかったし、１９８８年のりチーズ論文に開示も示されていなかった。

オーエンス・イリノイズ装置はジュール効果加熱の１次Ｎ、極として混合装置のインペラを採用した。インペラの先端への電流集中と単相電力の使用によりオーエンス・イリノイズのメルターの定率増加を制限した。オーエンス・イリノイズに３より提案された溶融精製装置を危険な廃棄物のガラス化とリサイクルに変換することに関する問題か本発明により提案される。本発明は父上記急溶融精製装置に係る未解決の問題のいくつかを提案する。

従来のガスやジュール加熱メルターに関連する主な問題はそれらの大きなサイズとコスト、高価な空気汚染制御装置、エネルギのコスト、連続的なとぎれない生産の必要性、品質悪化を伴わない生産速度の変更に対する無能である。

従来のガラス製造又はガラス化プロセスに係る他の種類の問題はガラス溶融炉・＼供給さｔｌる供給流れを参照して部分的に分類できる。ガラス製造プロセスの従来の（Ｉｌ、給流れは“原回分”を含み、またリサイクル、ガラスピーズ、スペシャリティ・グラス、窓ガラス又はガラス泡等カレットも含む。“原回分”はまたシリカ、アルカリ、及びライム、アルミナ、鉛やバリウム等安定化用成分の混合物を含む。Ｑ＋、給流れ等プロセスにｒ！Ｉ連する主たる問題は凝離とその後の均質性制卸とである。従来装置に関連する他の問題は予ブレンド回分が装置に付着しブロックしないである限度に予熱されるだけということである。

ミネラル・ウール生産物からスクラップをリサイクルするのが望ましい。繊維ガラス・スクラップは１５パーセントまての有機バインダを有するのがよい。このスクラップか従来のメルターに添加されると、スクラップ内の有機バインダからのカーホン残分はメルトに閉じ込められ不良な黒ガラスを発生する。スクラップ・ミネラル繊維は軽量でガラスメルト表面に浮きやすく熱伝達を阻害する。軽量送り流も排ガス流の炉から運ばれる。

一般に灰と呼ばれる焼却炉からのフライアッシュとボトムアッシュは、ガラス溶融炉内のガラス化により耐浸出とされるきわめて有毒な材料を含む。フライアッシュは、軽量低密度供給流れはガラスメルトに導入されねばならないと言う、ある点てスクラップ・ミネラル繊維のリサイクルが当面する問題と同様な問題を呈示する。灰のガラス化に関する他の問題として、灰は灰源により配合物を変えかつ、被焼却廃棄物の成分を変える。たとえば、秋に落ちた葉からの多量の有機廃棄物が市の廃棄物焼却炉で処理される。この灰の配合物変化には灰に加えてガラスメルトに供給される化学成分の修正が要求される。フライアッシュはまた取扱い問題を産み出すその毒性により特別な問題を呈示する。

放射性廃棄物は液体スラリー又は乾燥廃棄物の形式である。放射性廃棄物はさらに、高レベル中間物と低レベル放射性廃棄物に分割できる。他の放射性廃棄物流れは汚染土である。放射性廃棄物のガラス化に関連する問題は放射状物質を安全に取扱うことである。放射性場所での少量の汚染物質の流出を吸収するために使用される吸収パッドを含む放射性廃棄物流れもある。吸収パッドの処分に関連する１つの問題は廃棄物処分問題を一層悪化させる少量の放射性物質を吸収するのに使用される多量の有機物質である。

塗装、めっきその他産業廃棄物より生ずるものを含む産業廃棄物供給流れは、ガラス化により提示できる特殊の廃棄物処理問題を呈示する。化学及び産業廃棄物流れにみられる有毒無機物質はガラス化されると優れた浸出抵抗で処分できる。

化学産業廃棄物に関係する問題は焼却炉のボトムとフライアッシュの処分を含む。

ボトムアッシュはジュール効果加熱を妨げるかなり多量の金属を含む。　。

アスベストや耐火繊維に限定されないがこれらを含む他の供給流れはガラス化によって処理され、これに関連する問題は以下で要約される出願人の発明によって解決されるものと期待される。

発明の開示１つ以上の上記供給流れを処理する本発明によるガラス化装置の一態様は容器内で溶融ガラス質材料に変換される供給原料を受け入れる、ヌルｌ−上方に開口を存する容器を備える。この容器は溶融ガラス質材料を容器から除去する流出口を存する。容器内にインペラが設けられ容器内で供給原料と溶融ガラス質材料を混合する。容器内に複数個の電極か配置され、電気エネルギは容器内の供給原料と溶融ガラス質材料を介し一方の電極から池の電極・＼通過する。いくつかの新規な概念は溶融ガラス質材料と供給原料に作用するインペラの作動を包含する。

インペラの機能は溶融ガラス質材料と供給原料とを混合することである。インペラはまた溶融ガラス質材料より上の雰囲気で供給原料と溶融ガラス質材料とを混合する。インペラの機能に関係する変数は半径、軸方向、円錐等から選択されるインペラの形式に関する。インペラに設けられる羽根の数、羽根のピッチ、円錐インペラの大きさと角度及びインペラが溶融材料内で回転する深さはすへてインベ→の機能に影響する。インペラの回転速度及びインペラの軸角状も作動に影響する。

溶融浴上の雰囲気は制御酸化状態か好ましい。たとえば、供給原料成分を酸化することが好ましい場合には、酸化雰囲気が容器内に維持される。わずがな負ガス圧か容器内に維持され供給原料と溶融ガラス質材料か混合されるときそれらからガスを引き抜く。危険なガスら容器に負圧を加えて制御される。大気圧よりかなり低いガス圧を使用してガスをメルトから除去する。容器内を還元雰囲気又は不活性雰囲気に維持して装置のインペラその他構成部分の酸化を抑制し還元メルトを発生するか又はガラス化学を制御する。

インペラの混合モートは装置内の雰囲気の組成と協働して溶融ガラス質材料を処理する。容器内の雰囲気との相互作用速度は混合モートによって変形できる。

また、インペラを使用して、浴面ての酸化又は他の反応を容易にする制御速度で、又は送り速度を最大にする急速度で供給原料を溶融ガラス質材料に引き下げることができる。インペラを使用して溶融ガラス質材料を供給原料の上に上昇させ供させ又は供給原料を引き下げるため２つ以上のインペラを使用してもよい。

一実施例において、インペラはコーン形状遠心要素であって、これが回転してスプリンクラ−と同様な方法で溶融ガラス質材料を上向きに雰囲気に入れる。この混合モー１−により容器内で雰囲気との表面接触を最大にすると共に供給原料を沈める。溶融ガラス１０オ料に一部沈めて配置した従来のインペラは溶融ガラス質材料を供給原料と乱状に混合でき、またスプリンクラ−状に作用する。また、高さを変えて、インペラにガラスをメルトの表面の上にスプレーさせ又は容器の底部からスラッジの堆積をなくすことができる。溶融ガラス質材料におけるインペラの高さを上下に調節してガラス出力の密度を変えることができる。

インペラの配合物は容器内の雰囲気に合オ〕せる。たとえば、雰囲気の酸化状態に関係なく多くのガラスの沈下メルトての作動のためモリブデン・インペラが選はれる。モリブデン・インペラか酸化雰囲気を有するメルターで使用される場合、インペラが雰囲気を浴中に引き下げるか又はインペラを一部沈下モードで作動することによって雰囲気にさらされればモリブデンは酸化する。その結果、モリブデン・インペラとの接触か雰囲気によりなされればモリブデン・インペラを還元又は不活性雰囲気で作動するのか好ましい。

インペラはまたインペラの酸化を防１１するため冷却・循環手段を含む。冷却媒体は用途の条件によりインペラ軸及びインペラ羽根を介し部分的又は完全に循環する。

発明の他面によれば、供給原料をガラス化する装置は、複数個の電極を容器内に配置しかつインペラを中心に整列させた耐火容器を含む。電極は耐火物の壁やインペラへの電流の流れを少なくするよう容器内に配置される。耐火容器は一般に、メル面の上の容２ｇ内の制御雰囲気スペースを形成する耐火」１蓋を含む。

一実施例において、上蓋は電極レセプタクルを収容する手段を含む。電極はヌル１面而上方の電極の崩壊を防止するため必要に応してしゃ閉される。耐火壁は好ましくは、周知の電気抵抗をイアするアルミナ／ジルコニア／シリカ耐火れんが又は酸化クロム耐火れんがを持つ。溶融されるガラスの配合物により、他の耐火物を選択してもよい。電極はれんかに流れる電流を少なくするためれんがから十分に離す。また電極はインペラに流れる電流を少なくするように位置決めされる。

る。酸化鉛、水及び水和テトラホレートである。

本発明の他面によれば、供給原料が容器のメルト面上方の開口に収容されて溶融ガラス質材料に変換される、供給原料をガラス化するため容器が設けられる。

溶融ガラス質状態に変換後、材料は出口を介し容器から除去される。容器内に配置されたインペラは供給原料と溶融ガラス質材料とを混合しかつ、複数個の羽根を有する。容器内に複数個の電極が配置されて、容器内の供給原料と溶融ガラス質材料を介し電気エネルギを一方の電極から他方の電極へ流す。

本発明に一面によれは、電極数は選択され、電極はインペラへの電流の通過を少なくするように配置される。インペラのサイズは異相の電極間の間隔にたいし増大するので、この要素はより重要である。インペラの駆動軸は加熱回路から電気的に絶縁されている。これは軸とインペラを地面から絶縁して行う。

本発明の好ましいモート゛において、３相電流を多３電極を介し容器に流し、ここで羽根数は設けられる多３電極数に相当する。たとえば、大きな２羽根インペラを有する装置では６つの！極が整列されて、インペラが回転すると、インペラの２つの羽根か同相のｉｔ電極と整列する。同様に、９つの電極と３羽根インペラとを有する容器では、同相の３電極組が同時にインペラの３つの羽根と整列する。

ＩＩ相電流の使用が望ましい場合には、２つ又は３つの羽根を有するインペラについて４つのｘｉを設ける。２つの羽根で最良の電気的性能が得られるが、３つの羽根か混合には良く、電気的に４つの羽根より良い。３羽根インペラは、インペラの３つの羽根かいつも２つの電極と整列しないように配置された４つの電極について使用できる。３つの羽根のうち２つがいつも２つの電極と整列しないように２つの電極か配置されると３つの羽根を存するインペラについて単相電流が２つの１極に流れる。

本発明の他の而において、供給原料をガラス化する装置は、単相電流が流れる前述のような容器とインペラとを備える。誘電容器は第１電極として作用するように第２電凧として作用するインペラを備える。第１電極と第２電極間に一定の間隔か保持される。この実施例において、インペラは第１開口と第２開口より小さい第２開口とを有する円錐台部材である。第１と第２開口は、小さい方の開口か溶融ガラス質を才料に沈下する円錐台部材の垂直回転軸線と整列する。代案として、第」と第２開口の配向は沈下されるインペラと逆になっている。

本発明による供給原料をガラス化する装置はまた、供給原料が溶融ガラス質材料に変換され、混合用インペラと容器に配置される複数個の電極とを含む容器として形成される。電極はインペラへの電流の通過を少なくするように配置される。

本発明の他面は第！及び第２流出口を有する容器に関する。第１流出口はガラス質材料を容器から除去するために設けられる。第１流出口の下に位置する容器の第２流出口は還元金属材その他重量材を容器から除去するために設けられる。所望により流出口を追加してもよい。

可変配合物を存する種々の供給流れを収容するため、本発明は供給流れの化学配合物を分析する測定手段に対応して修正される。特に、市の焼却炉灰又は配合物がかなりの可変性を有する他の危険な廃棄物の流れのガラス化に対するプロセスの適用について、装置は被ガラス化材料の化学的配合物を分析する測定手段を含む。また、受容可能なガラス化出力の製造を確実にするため測定手段の出力に応答して容器にガラス・フォーマ、ガラス変性剤及び融剤を添加する供給装置が設けららる。ガラス・フォーマ、ガラス変性剤及び融剤は供給流れをメルトに供給する前又は供給流れが容器に収容された後、メルトに添加される。

本発明の他面によれは、容器に供給される供給流れは焼却により予処理され、生じた灰は容器に供給される。また、焼却せずに危険な材料のガラス化によって直接処理できる危険な材料もある。危険な材料を処理する際、気化された危険なｔ１料がメルター内に含まれてそれか除去され安全に処理できるように、容器のヘッドスペース内を負圧にするのか好ましい。

本発明はまた、種々の供給流れを処理し所定の出力を達成するためミキサー／メルターの使用を組み入れる踵々な方法に関する。

有機被覆を有する、繊維ガラス・スクラップ等被覆ミネラル繊維をリサイクルする方法は被覆ミネラル繊維を溶融ガラス浴を含む容器中に注入する工程よりなる。溶融ガラス浴は、表面流と共に被覆ミネラル繊維を運ぶ表面流を創成できる速度で攪拌される。被覆ミネラル繊維は表面流によって運ばれながら加熱されて、カーホン残分はミネラル繊維上に残してミネラル繊維上の有機被覆を分解する。

残分の一部は酸化されミネラル繊維は表面流により運ばれ一方、残分の第２部分は分散され、残りのミネラル繊維は溶融ガラス浴に入れられカーボン汚れガラスメルトを創成する。カーボン汚れガラス・メルトは酸化により処理され、汚れガラスメルトは熱の存在下で酸化剤と結合し酸化炭素を形成する。酸化は第２段階で行われる。

酸化上程は、たとえば、つぎの反応のいずれかより成る。

Ｃ十０２→Ｃ０１ＮａｚＯ＋Ｃ−ＧＯ，＋ＮａＣ＋５ｉＯｚ　＋ＣＯ＋５ｉＯＣ＋Ｈ２Ｏ−４ＣＯ＋Ｈ２二１−レートや多価酸化物等地の酸化剤も使用できる。

酸化反＋、？王程は主ミキサー／メルター又は第２段階のいずれかて行う。第２段階では、酸化剤インセクタを使用して浴を攪拌しカーホン汚れがガラスメルト中のカーホンを完全に酸化させる。また酸化工程は、カーボンが溶融ガラス浴中のすトリウム化合物と反応し始め炭素酸化物を形成する２５００°Ｆよりも高い温度に溶融ガラス浴を超加熱すことによって促進される。同様に、溶融がラスメルトを２６５０°Ｆよりも高い温度に超加熱することによって、カーホンは溶融ガラス浴中のシリコン化合物と反応し始め炭素化合物を形成する。カーボン汚れ溶融ガラス浴の酸化後、溶融ガラス浴は繊維ガラス形成作動で供給原料として再使用に適する。

供給流れと共に、供給流れの成分の燃料値を利用してメルターを加熱するパワーを得ることができる。たとえば、スクラップ・ガラス繊維上のバインダ被覆は、酸化されると熱エネルギをメルターに０与てきる相当量のカーボンを含む。外部熱源により得られるエネルギは、カーボンの燃料値がメルトの加熱に使用されると減少又はＯＦ除できる。

本発明の他の方法はミキサー／メルターにおける灰と灰に含まれる有害で危険な廃棄材料とのガラス化に関する。灰のガラス化方法によれば、灰はまず溶融ガラス浴を含む容器内に注入される。追加のガラス・フォーマ、ガラス変性剤及び融剤も溶融ガラス浴に添加されガラス化のため受容可能なガラス配合物を得る。

溶融ガラス浴はインペラによって攪拌され、灰・ガラス・フォーマ、ガラス受性剤及び融剤を溶融ガラス浴全体に分散する。溶融ガラス浴を加熱して溶融ガラス浴の融点以上の温度を維持する。溶融ガラス浴の一部は、必要により、追加の灰及びガラス製造用薬品かメルトに添加されると連続的に除去される。ガラス化された灰を含みがラスメルトは冷却されて凝結体を形成する。

仄ガラス化方法の制御はガスを容器から放出させる排気筒における容器からの放出物をモニターして行う。１ノを気筒放出物は、排気が鉛、亜鉛及び力１・゛ミウムの所定限度を超えないように測定される。放出物モニタ工程に応答して、ガラス・フォーマ、ガラス変性剤及び融剤の結合を制御して放出物を少なくする。

灰は、容器に供給される前にガラス・フォーマ、ガラス変性剤又は融剤のうち！つと予混合される。灰を他の成分と混合することによって、灰の制御が得られ、溶融ガラス浴内への組み入れか達成される。

典型的ガラス・フォーマは下記を含む：ＢｔＯｚ　；　５ｉｆｔ典型的ガラス変性剤は下記を含むＭｇＯ；　ＣａＯ；　Ａｊ？２０典型的融剤は下記を含む。

ＮａＯ：　Ｋ２Ｏ；　ＬｉＯ本発明による他の方法は放射性材料等危険な材料をガラス化する方法である。

１９９０年４月！り日出願の米国特許出願事５１０，５５６号の開示を参考にここに組み入れる。スターメルターは類似放射性廃棄物のガラス化を良好に行い、ここで、ガラス溶解の不変性はこれ及び他の危険な無機材料にだいし好ましい処分基準となった。市の廃棄物焼却炉からのフライアッシュはガラス化されて粗凝結体となり、これは重金属浸出のＴＣＬＰ・テストで測定されるように使用が安全である。

この発明によれば、危険な材料及びガラス形成成分は溶融ガラス浴に注入される。危険な材料の打機成分は酸化剤を容器中に注入して焼却して有機成分の燃焼を促進する。ついて危険材料の酸化成分はインペラにより溶融ガラス洛中に分散・され溶融ガラス浴に溶液を形成する。最後に、溶融ガラス浴の一部は容器から除去される。プロセスにおける追加工程は除去された溶融ガラス浴部分のオン容器内での後ＩＩＯ熱である。第２容器において、除去されたガラスメルト部分を第１ステージの温度より高い温度に加熱するのが好ましい。第２ステージは浴中の対流を除き攪拌のない溶融ガラス浴である。

放射性廃棄相等ｔオｆ１をガラス化する方法はさらに、ガラス・フォーマ、ガラス変性剤及び融剤を溶融ガラス浴・＼供給する工程を含む。溶融がラス浴はインペラによって加熱混合され、放射性材料からの残分、添加ガラス・フォーマ、ガラス変性剤及び融剤のガラス化メルトを創成する。容器に供給された放射性材料は水性スラリー、乾燥混合物その他の形式で供給される。放射性材料を含む水性スラリーは子処理されてスラリーからセシウム、塩素又は他の好ましくない成分を除去する、放射性廃棄物等材料を処理する追加の工程は、沈降帯又はメルトから分離する稠密材のトラップはそのままにして容器の底部上方の離れた地点て容器をタップ立てする工程を含む。ついて型材料はメルター底部の付加ドレンから除去され、それらが容器の底部に堆漬した後引き出される。

本発明による他の方法は、廃棄物の流れが溶融ガラス浴を含む容器に注入され、そこからの熱により酸化剤での有機材の一部の酸化を促進するようにした、有機成分を有する廃棄物流れをリサイクルする方法である。廃棄物流れと残留有機材料は廃棄物流れかガラス浴に実質的かつ瞬時的に分散されるように溶融ガラス浴を十分に攪拌する手段によって溶融ガラス浴に分散される。廃棄物流れ分散物は加熱されて廃棄物流れを溶融し廃棄物流れの残留有機成分を熱分解する。

メルト中の少量のカーボン残分か拒否的であれば、それは第２ステージに除去してそこでカーボン・ガラスメルｌ−に含まれるカーボンを酸化して処理し炭素酸化物を形成する。ｈ−ホンの酸化は上記化学反応に従って行オ）れる。酸化工程はまた、カーホンか第２ステージ上方の区域で酸化される第２ステージ反応器の上方周囲にカーホン・ガラスメル１−を分配する回転コーン形部材にノＪ−ホン・ガラスメルトを注入する工程を含む。この分配はまた、溶融ガラス流れをガラス・フィラメントどして外方にそらす回転ディスクへガラスメルトを送出することにより行われる。酸化工程ら、酸化剤をガラスメルｉ・の表面のドに注入するか又はガラスメルトを熱加熱して酸素をメルト中のす１〜リウム又はンリカ化合物から放出することにより行オ）ねる。

本発明の他面によれば、本方法は、ガラスメルトを容器内で攪拌しメルトの表面を１１１１１熱しながらガラス成分を容器内に注入することを含む。適当な熱源は空気・燃料バーナ、酸素・燃料バーナ又は電気プラズマである、ガラスメルトを攪拌することによって、超加熱ガラスは熱源から離れ、新たな低温ガラスか熱源にさらされると低温ガラス成分と混合される。

本発明の上記及び他の目的ならびに利益は添付図面、種々実施例の詳細な説明及び本発明を実施する方法にかんがみより良く理解される。

図面の簡単な説明図１は本発明によるミキサー・ガラスメルターの斜視図である。

図２は図１に示すミキサー／メルターの部分平面図である。

図３は、図２の３−３線で破断した横断面図である。

図４はミキサー／メルターの他の実施例の横断面図である。

図５は本発明によるミキサー／メルターの他の実施例を示す。

図６は本発明によるミキサー／メルターの他の実施例の横断面図である。

図７はインペラの池の実施例の斜視図である。

図８はミキサー／メルターの他の実施例の略平面図である。

図９はミキサー／メルターの他の実施例の略平面図である。

図１Ｏはミキサー／メルターの他の実施例の略平面図である。

図１１はミキサー／メルターの他の実施例の略平面図である。

図１２はミキサー／メルターの他の実施例の略平面図である。

図１３はミキサー／メルターの他の実施例の略平面図である。

図１４はミキサー／メルターの他の実施例の略平面図である。

図１５はミキサー／メルターの他の実施例の略平面図である。

図１６は本発明によるミキサー／メルターの他の実施例の横断面図である。

図１７はミキサー／メルターの他の実施例の部分横断面図である。

図１８はミキサー／メルターの他の実施例の部分横断面図である。

１１ＵＩ９は本発明によるミキサー／メルターの他の実施例の横断面図である。

図２０は本発明によるミキサー／メルターの他の実施例の部分横断面図である。

図２１は第２ステージ溶融ガラススピナーの斜視図である。

図２２は第２ステー７溶融ガラス・スピナーカップの他の実施例の横断面図てある。

図２３は本発明によるミキサー／メルターの他の実施例の部分横断面図である。

図２４は本発明によるミキサー／メルターの他の実施例の横断面図である。

発明を実施する最良実施態様図１ど図２を参照すると、本発明のメルター装置３０の一形式が実質的に完全な設備として示されている。はぼ立方体形状容器３２にはインペラ３４と電極３６か含まれる。供給原料３８はホッパ４０を介しメルター装置３０に入れられる。

供給原料３８はスクリュ・コンベヤ４２によってホッパ４０から容器３２に移動される。スクリュ・コンベヤ４２は容器３２の開口４４を貫通する。開口４４は容器内のメルト上方のヘッドスペースである。

インペラ３４は軸４６により駆動モータ４８に接続される。特に図２をさらに参照すると、容器３２はガラスメルト５０を含むため使用され、ガラスメルト５０はインペラ３４を中心に容器３２に好ましくは整列される電極３６によって加熱される。供給原料３８かスクリュ・コンベア４２をなしホッパ４０から送出されると、ガラスメルト５０の上方の容器３２のヘッドスペースの開口４４を介し容器に添加される。

図１を参照すると、容器３２に流出口５２が設けられてガラスメルト５０の一部を排出する。ｔＪＰガス筒５４は流出口５２を介しガスを図１て略示する処理設備５８へ除去する。

ガラスメルト上方の容器３２に補助ガスバーナ５９が設けられている。補助ガスバーナ５９は供給原料が容器中に落下すると供給原料を予熱する熱を補充し、ガラスメル１−５０の上面にさらに熱を与える。供給原料３８の酸化が望ましい場合には、過剰エアバーナをガスバーナ５９として使用する。

ホッパ４０はホッパ４０を介し供給原料３８の連続的流れを促進する回転フィーダ（６０）を含む。

ガラスメルト５０は一般に流出口５２を介し容器３２から除去されるが、容易３２の底部に（図示せざる）トレンを設けることにより、容器３２が完全に空となり、以下て詳述するように修理又は運転停止に供する。

つぎにｔ？、３図を参照すると、メルター装置３０は“スプリンクラ−′モードで示され、ここでインペラ３４はガラスメルト５０の上面の上方又は隣接して早急に回転してガラスメルト５０の液滴６４がメルトの表面の上方及びこれに沿　って上方に推進されるようになっている。ガラスメルト５０の液滴６４は容器　３２の壁６６に向けて実質的に接線方向外方に噴霧される。壁６６に接触する液滴６４は壁６６を流下しメルト５０に戻る。“スプリンクラ−“モードの作動は、メルト中への供給原料３８の急組み込みを含みいくつかの潜在的利益をもたらす。

繊維ガラス・スクラップ又はフライアッノユ等軽量材料はガラスメルト５００表面に浮上しやすい。“スプリンクラ−”モードで作動することによって、軽量供給原料３８は、液滴６４がインペラ３４から外方に噴霧されるに伴い液滴６４によって沈下又は没入される。

図３に示すように、インペラ３４の羽根６８はなるへくピッチなし又は逆ピッチとし、液滴か空中浮揚となるようにガラスメルト５０から液滴６４を引き上げる。”スプリンクラ−”モードでの作動の他の潜在的利益として、ガラスメルト５０と化学反応するためがラスメルト５０上方に維持される制御雰囲気は、液滴が外方に広がるとガラスメルトの液滴６４により生ずる増大表面積によって反応か促進される。たとえば、酸化雰囲気が維持されカーボン粒子が液滴６４に見られる場合、液滴がガラスメルト５０上方の雰囲気にさらされるとカーボンは液滴６４から酸化しやすくなる。代案として、ガラスメルト５０の上方を部分真空に維持することによって、液滴がインペラ３４により外方に促進されると液滴６４の真空脱ガスか生ずる。

つぎに図４を参照すると、インペラ３４に代えて円錐ポンプ７０を設けた他の実施例が示されている。この円錐ポンプ７０は、円錐ポンプ７０の回転軸線に合わさる下関ロア４とこれも円錐ポンプ７０の回転軸線と合わさる上開口アロとを有する円錐台壁７２を含む。円錐台壁７２はスポーク７８によって軸４６に接続され円錐ポンプ７０を“スプリンクラ−”モードで作動し、小さい方の開口　７４はガラスメルト５０の表面の下に位置し上開口アロはガラスメルト５０の上面の上方を延長する。円錐ポンプ７０が回転軸線を中心に急回転すると、下関ロア４に入るガラスは、上開口アロて円錐ポンプ７０に存在するまで、遠心力によって、円錐台壁７０に沿い外方かつ上方に移動しようとする。このように存在すると、ガラスメルト５０のフィラメント又は液滴６４は壁６６に向けて半径方向外方に噴霧される。円錐ポンプ７０は第３図に示すインペラ実施例の利益をすべて備え、さらに池の作動上の利益を備える。

容器３２の底部にトレン８０が設置ノられる。このトレン８０には熱電対８８を備え温度制御を行う。

つぎに図５を参照すると、図示の円錐ポンプ７０は遠心ポンプとして作動しガラスメルト５０を円錐ポンプ７０を介して引き下げる。円錐ポンプ７０の上開口アロ′は好ましくはガラスメルト５０の表面よりいく分下に位置させる。円錐ポンプ７０はＦ開ロア４′を形成する円錐台壁７２を含み、これは上開口アロ′と共軸てその下に位置している。下関ロア４′は上開口アロ′より大きい。ガラス・メルト５０か上開口アロ′に入ると、下関ロア４′の方へ遠心力により下方かつ外方に駆動される。円錐ポンプ７０は、このように配向されると、一般に軸４６を中心に位置決めされるガラスメルト５０の上面に空隙を形成する。ガラスメルト５０の表面上の供給原料３８は空隙を介してガラスメルト５０内に引き下げらオｌるようとする。

図６を参照すると、図示のメルター３０は、容器３２に開口するガス供給管８６を存する。管８６を介し酸素、還元雰囲気、又は不活性ガスが供給されて容器３２のヘッドスペース８７に制御酸化状態を維持する。

容器３２のヘットスペース８７に含まれる（酸素等）ガスと反応する（モリブデン等）金属でインペラが形成されれば、インペラにより生ずる渦はインペラに及はず・＼きてはない。渦の深さを制限することによって、酸化によるインペラの崩かいは避けられる。１．２００°Ｆ以上の温度で、モリブデンは酸化剤の存在下急病かいする。このような状態て、ガラスメルトはシールドとして作用してインペラの腐食を防止する。

つぎにａ７を参照すると、インペラの他の実施例が示され、これを“壁付インペラ”９０と呼ぶ。壁ｒ＝ｔインペラ９０は複数個の羽根６８′を有し、これらは夫々上下コーン部分９１．９２により上下円縁部に隣接している。壁付インペラ９０の主たる利益は、羽根６８′の先端でパワー電流密度を減少することである。

羽根がパワー回路に電極として含まれる場合又はインペラが電極に近接しても、壁１寸″電極９０は優れた代替となる。コーン部分の連続外縁は、電極に対する羽根の移動による電流変動を減少する。コーン部分９１．９２はまた羽根を構造的に補強して耐久性を向上する。

つぎに図８を参照すると、容器３２の他の実施例として三角形容器９４が示されている。三角形容器は三角形容器９４の３つの隅部区域に位置する３つの電極３６を含む。３電極３６０列を設けれ（３１、好ましいインペラ３４は２つの羽根６８を含むことになる。２つ又は４つの羽根と３つの電極３６を設けることによって、インペラ３４の２つの羽根６８は２つの電極３６に合わさることはないので３相電源が得られる。

つぎに図９を参照すると、インペラ３４を中心に６つの電極３６を配置した６角形容器９６が示されている。これら電極はインペラ３４を取り付けた軸４６の軸線から等間隔になっている。インペラ３４は好ましくは２つの羽根を含む。こここて使用される電気回路は好ましくは３相回路で、正反対の電極を同相にすることでインペラの２つの羽根が２つの電極と合わさると、それら間に相対的電位差か生ずる。このように、インペラは電気回路から効果的に排除される。インペラ３４は電気的に絶縁され接地されない。

つぎに図」０を参照すると、円筒形容器９８が示されている。円筒形容器は好ましくは単相電気回路に接続される。円筒形容器９８はなるべく、絶縁層＋０２に囲繞された金属ライナ１００を有する。この電気回路は好ましくは、単相電気回路であって、インペラが電極として作用し、金属ライナ１００は接地されてインペラ３４とライナ１００間にジュール効果加熱が生ずるようになっている。図１Ｏに示すインペラは上記図７で示すインペラのような壁付インペラである。

つぎに図１１を参照すると、截頭等辺３角形状容器１０４が示されている。この容器は耐火ライナー１０６と金属シェル＋０８とを含む。截頭等辺形状容器１０４は、同相の１つ以上の電極を容器１０４の截頭隅部１１０区域に位置決めした３相回路に使用される。図ＩＩに示すように、同相の３つの電極が各隅部１１０に位置決めされる。各隅部に多電極を設ける目的は電極の表面積を増大することにより電荷集中を少なくすることである。

図１２を参照すると、他の実施例として截頭等辺三角形状容器１０４が示され、容器に３相電源が設けられ、各相のｉｔ極は各截頭隅部区域に位置している。この構成は高抵抗ガラスが溶融される用途に適用される。電極３６間の各隅部１１０に隣接して十ノドスポットか創成される。インペラは容器内で溶融ガラスを循還させ容）３１０４内の熱を分配する。

図１２において、この構成におけるインペラは本質的に、各隅部の電極間のフラックスの高集中により回路り［にあるからｔ極３６が３つのグループに配置されていても３羽手艮インペラが使用される。３羽根インペラは２羽根インペラよりも１（ｉ減的に安定しているから有利である。

つぎに図１３を参照すると、截頭等辺容器１０４の使用を示す他の実施例が示され、ここでは６つの電極か設けられ、２つの電極は各截頭隅部１１０に位置している。この構成は３相回路又は単相回路に使用される。３相電源が設けられる場合、各截頭隅部１１０の電極３６はなるべく異なる位相とする。単相電源が設けられる場合、各截頭隅部１１０に反対極性電極が設けられる。いずれの実施例でも、各コーナにホットスポットが創成される。インペラ３４は２つの羽根　６８を有しインペラから池の截頭隅部への電流の伝送を少なくしている。

つぎに図１４を参照すると、図１に示したような方形容器３２を設けたさらに他の実施例が示されている。９つの電極が、軸４６の回転軸線Ｘを中心に大体円形に配置されている。９つの電極は３相回路に接続され、これら３相は、電極３６が設けられる円の円周を中心に逐次交互に生ずる。良好な流体の流れと安定性か？準られる３羽根インペラ３４か設けられている。この構成の独特な利益は、インペラ３４の羽根６９が電極を通ると、羽根の先端が同相の電極に向くことである。このように、インペラは接地又は電気回路に接続されていないのでインペラ３４は回路から効果的に除去される。大体円形パターンで電極のまわりで加熱を行い、インペラはガラスメルト５０を混合して熱をガラスメルト５０全体に分配する。

つぎに図」５を参照すると、容器３２は６つの電極を備え、２つの羽根６８を「するインペラ３４を含む。３相電源か電極に印加され、ここでも電極に軸４６の回転軸線Ｘを中心に配置され、正反対の電極の位相は同じである。インペラは回路から効果的に除去され、電流は、接地されず電気回路から絶縁されているインペラへはほとんと流れない。図１４と図１５において、容器３２は好ましくは、前述のように耐火ライニングと金属シェルとを存する。

つぎに図１６を参照すると、トップダウン電極容器１１６が示されている。電極１１８は貫通して容器１２２のカバー１２０に取付けられている。トップダウン・メルター１１６はガラスメルトを処理するのに使用され、ここで金属沈澱物は容！＋１６の底部に堆積しやすい。電極が容器３２の底部から延長し金属残分が電極の基部に隣接して堆積すれば、導通路か堆積金属残分１２４をなし電極間に創成される。水冷電極ホルダ１２６を設け、メルト１３０のレベル上方でカバー１２０の下方の容器のヘッドスペース！２８における雰囲気から電極をシールドする。モリブデン電極＋１８を使用する場合、ヘッドスペース１２８の酸化剤により電極１１８は受容不能の浸蝕をうける。水冷電極ホルダ１２６はモリブデンを浸蝕からシールドし、ガラスメルト中にわずかに延長する。ガラスメルト１３０はガラスメルＩ−１３０の表面下方の電極１１８をシールドする。インペラ１３２はメルク−１１６の中心に設けられる。図１６に示すインペラ１３２は３羽根インペラであって、ガラスメルＩ−１３０が電極＋１８により加熱されるときこれを混合する。

ガラスメルトは“ティーポット・スパウト＋３４を介し容器から除去される。

ティーポット・スパウトは、容器１２２の下方部分から水平に延長するのど部１３６を含む。ライザー１３８はのと１３６からスバウトロ１４０へ垂直に延長する。容器１２２内のがラスメルト１３０の高さは開口１４０の高さをこえるので、ガラスメルト１３０はスパウトからオーバフローする。のど１３６とライザー１３８に複数個の電極１４２が設けられ、ガラスメルト１３０がティーポット・スパウト＋３４を閉そくしないようにし、これはガラスメルトが冷却される場合に生ずる。のと１３６の上方に水冷シールド１４４が設けられ、のど１３６の上方区域で容器１２２を保護する。容器１２２の基部１５０に隣接してタブ穴１４８にドレンプラグ＋４６が示されている。種々の廃棄物流れの堆積金属残分は容器１２２の基部に堆積し、定期的に、ドレイプラグ１４６を外して、タップ穴１４８から注出する。この技法で、いくつかは価値のある重部分はメルターから除去される。ガスバーナ１５２は好ましくは開口１４０に設けられ、開口１４０に入るガラスを自由に流れるようにする。

つぎに図１７を参照すると、さらに他の容器１５４が示され、ここで電極＋５６は容器の側壁＋５８を貫通する。容器１５４の底部１６４に隣接してタップ穴１６２ドレンプラグ１６０が設けられている。インペラ１６６の高さは電極＋５６と一致している。インペラは電極１６６の高さにだいし上下動される。タップ穴１６４を設けて、容器＋５４の底部１６４に堆積する重部分を排出させる。

インペラ１６６はガラスメルｌ−１６８を混合してガラスメルトを容器１５４内て循還させることによりガラスメルトの加熱部分を分配する。

つぎに図■８を参照すると、容器１７０の隣接側壁１７６に直接して側壁１７４から延長する水平方向延長電極１７２を有する容器１７２の他の実施例が示されている。水平電極１７２は容器１７０の底部に金属を堆積させ、図１７の側壁電極の実施例と比較して表面積を大きくさせる。インペラ１７８の円筒壁を存する壁付インペラである。この壁はインペラはインペラ１７８の回転により生ずるＫＩＴＥ差変動を少なくする。

つぎに図１９を参照すると、酸化反応メルター１８０が示され、ここで、ガラスメルＩ−１８４がインペラ＋８６によって混合されるようにした容器１８２が設けられる。ガラスメルト＋８４は側Ｉ！ｔｖ；、ｈにより加熱される。図示の電極は酸化錫電極又は同様なもので、はんのわずか容器１８２の側壁１９０から突出するブロック形状電極として形成される。

また図１９に酸化剤注出チューブ１９２が示されいる。酸素、空気、蒸気その他酸化剤ががラスメルｌ−１８４の表面下方のがラスメルトに供給される。ガラスメルト１８４の表面下方に添ＩＪ１１された酸素は、酸化可能なガラスメルト１８４の成分と反応する。水冷又は耐酸化インペラ１８６はガラスメルト１８４を混合する。さらに、ガラスメルト１８４の表面下方に注入された酸化剤もガラスメルト１８４をはげしく混合させる。状況によりインペラ１８６は容器１８２から除去され、混合は酸化剤注入器＋９２を介し酸化剤又は池のガスの注入によってのみ行わｉする。容器１８２の基部＋９６にトルン開口１９４か示されている。開口１９４はｉｉＴ述のように（図示せざる）ドレイプラグを閉止される。酸化反応メルター１８０は主ガラスメルターとして使用され、又は前述のようにミキサー／メルターと直列した第２ステージとして使用される。容器１８２は、溶融ガラスを従来のミキサー／メルター作動から受入れる流入口１９６を含む。代替として、流入口＋９６は乾燥、スラリーその池の形式で、ガラス成分、ガラス化用廃棄物その他供給原料を受入れる。

つぎに図２０を参照すると、他の酸化反応容器１９８が示されている。この酸化反応容器１９８は、基部２００の取付けられる酸化剤注出器１９９に特長を有する。酸化剤注出器＋９９はインペラ又は前述の種々電極と組合せて使用される。

また、酸化剤注出器＋９９はここに記載されるミキサー／メルターに対する第２ステージとして従来のがスバーナ加熱メルタータンクに使用される。

つぎに図２１を参照すると、第２スラージ反応器に供給される溶融ガラス流れをガラス・フィラメント２０２として外方に向ける第２ステージ反応器に使用される回転ディスク２０１が示されている。たとえば、酸化雰囲気が第２ステージ反応器におけるガラスメルト上方に維持されれば、カーボン汚れは酸化できる。

回転ディスク２０１は好ましくは複数個のリブ２０３を有し溶融ガラス流れを半径方向に駆動する。

図２２に示すように、回転カップ２０４は、溶融ガラスを第１容器から急回転カップ２０４内に注入することにより第２ステージ容器にガラス・フィラメント２０５を形成するために使用される。

図２３において、容器２１０の基部２０８に位置する複数個の液体金属電極２０６を特長とする他の実施例が示されている。この容器はガラスメルト２＋６を撹拌するインペラ２１２を有し、電流が液体金属電極２０６に供給されてジュール効果加熱により電極２０６間のメルト２１６を加熱する。

つぎに図２４を参照すると、ヒータ２２１によりプラズマ２２０をガラスメルト２２２の表面に向ける他のガラスメルター２１８が示されている。また、ヒータ２２１は強力なエネルギ源となるプラズマ、アーク又は酸素燃料バーナてよい。

ガラスメルトの強力な加熱は、プラズマ２２０がガラスメルトに当たる地点で生ずる。このガラスメルトの強力加熱部分はインペラ２２６によって残りのがラスメルトと混合される。インペラ２２６は片側にインペラ羽根２３２がある上下円錐台部分２２８．２３０を有する壁付インペラである。円錐台部分２２８．２３０の小さい開口に隣接するがラスメルトは、１’１ｔ１２３２の方へ遠心力によって　駆動される。羽根２３２はガラスメルトを半径方向外方に放出してメルター　２１８の混合流れを創成する。

本発明の前記各実施例は例示である。本発明の範囲は下記請求の範囲を参照して決定すべきである。

国際調査報告一１ＩｓＩＩ１１＾−ｔ−ｍ、にゴ／ＵＳ１０１７１７

Claims

【特許請求の範囲】

（１）供給材料を処理する溶融装置において、一部が溶融ミネラル材料に変換される前記供給材料を受入れる、前記容器に含まれる溶融ミネラル材料メルトの上面上方の開口と、溶融ミネラル材料を前記容器から除去する流出口とを有する容器と、前記容器に配置され、供給材料を前記容器内の前記溶融ミネラル材料中に分散するインペラ手段と、前記容器内に配置され、電気エネルギを前記容器内の溶融ミネラル材料を介し一方の電極から他方の電極へ通す複数個の電極と、供給材料と前記容器内の溶融ミネラル材料とを電気的に加熱する電源回路手段であって、前記電源同町手段は前記電極に電気的に接続され、前記インペラ手段は前記電源回路手段から本質的に電気的に絶縁されている、電源回路手段とを備える溶融装置。
（２）吸引手段が容器に連動され前記容器内の真空を引出し、前記溶融ミネラル材料部分を容器内にある間真空にさらすこと、さらに前記溶融ミネラル材料部分を脱ガスして種及び他のガス状吸蔵物を除去することよりなる請求の範囲第１項記載の装置。
（３）前記インペラ手段は第１開口と前記第１開口より小さい第２開口とを有する円錐台部材であり、前記第１及び第２開口は垂直回転軸線と一致し、前記第２開口は前記溶融ガラス質材料に沈められかつ、前記溶融ガラス質材料の液位上方に設けられる前記第１開口の下位にある、請求の範囲第１項記載の装置。
（４）前記インペラ手段は前記溶融ガラス質材料に一部沈められて配置されるインペラである、請求の範囲第１項記載の装置。
（５）前記インペラはモリブデンより形成され、還元雰囲気が前記容器内に維持される、請求の範囲第４項記載の装置。
（６）前記インペラは鋼より形成されかつ、インペラの温度を下げる冷却手段を含む、請求の範囲第４項記載の装置。
（７）前記冷却手段は水循環方式である、請求の範囲第４項記載の装置。
（８）前記冷却手段は蒸気循環方式である、請求の範囲第４項記載の装置。
（９）前記インペラ手段は第１開口と前記第１開口より小さい第２開口とを有する円錐台部材であり、前記第１及び第２開口は垂直回転軸線と一致し、前記第１及び第２開口は前記溶融ガラス質材料に沈められ、前記第１開口は前記第２開口の下に配置されることにより前記溶融ガラス質材料は円錐台部材を介し引き下げられる、請求の範囲第１項記載の装置。
（１０）吸引手段が容器に連動され前記容器内の真空を引出し、前記溶融ガラス質材料を容器内の真空にさらすこと、さらに前記溶融ガラス質材料を脱ガスして種及び他のガス伏収蔵物を除去することよりなる、請求の範囲第１項記載の装置。
（１１）前記インペラ手段は鋼より形成されかつ前記インペラの温度を下げる冷却手段を含み、前記インペラは作動時前記溶融ガラス質材料に全体が沈められ、溶融しないよう冷却される、請求の範囲第１項記載の装置。
（１２）前記インペラは前記インペラの温度を下げる冷却手段を含む、請求の範囲第１１項記載の装置。
（１３）材料を溶融する装置において、一部が前記容器内の溶融ミネラル材料に変換される供給材料を受入れる開口と容器から溶融ミネラル材料を除去する流出口とを有する容器と、前記容器内に配置され前記容器内の供給材料と溶融ミネラル材料とを混合するインペラ手段と、前記容器に配置され、前記容器内の前記〔供給材料及び〕溶融ミネラル材料を介し一方の電極から他方の電極へ多相電力を導入する複数個の電極であって、各電極は前記多相電力の一相に接続され前記インペラ手段を介して電力を導入しない、複数個の電極とを備える装置。
（１４）前記容器は６角形容器であり、前記電極は数が６つで、各電極は前記インペラと前記容器の隅部の１つとの間に配置される、請求の範囲第１３項記載の装置。
（１５）前記容器は３つの垂直延長側壁と３つの截頭隅部とを有する截頭等辺三角形であり、前記電極は前記隅部に配設され、同相電極は同じ隅部に配置される、請求の範囲第３項記載の装置。
（１６）３相電流が６つの電極に印加され、前記インペラ手段は２つの羽根を有し、前記６つの電極は、前記２つの羽根がいずれかの電極と一致したときはいつも前記２つの電極が同一相の電極対と一致するように配置される、請求の範囲第１３項記載の装置。
（１７）３相電流が９つの電極に印加され、前記インペラ手段は３つの羽根を有し、前記９つの電極は、前記３つの羽根が電極と一致したときはいつも前記３つの羽根が同一相の３電極の組と一致するように配置される、請求の範囲第１３項記載の装置。
（１８）２相電流が４つの電極に印加され、前記インペラ手段は３つの羽根を有し、前記４つの電極は、前記３つの羽根がいつも２つの電極と一致しないように配置される、訴求の範囲第１３項記載の装置。
（１９）２相電流が６つの電極に印加され、前記インペラ手段は３つの羽根を有し、前記６つの電極は、前記３つの羽根が電極と一致したときはいつも前記３つの羽根が同一相の３電極の組と一致するように配置される、請求の範囲第１３項記載の装置。
（２０）２相電流が８つの電極に印加され、前記インペラ手段は４つの羽根を有し、前記８つの電極は、前記４つの羽根が電極と一致したときはいつも前記４つの羽根が同一相の４電極の組と一致するように配置される、請求の範囲第１３項記載の装置。
（２１）単相電流が４つの電極に印加され、前記インペラ手段は３つの羽根を有し、前記４つの電極は、前記３つの羽根がいつも２つの電極と一致しないように配置される、請求の範囲第１３項記載の装置。
（２２）単相電流が２つの電極に印加され、前記インペラ手段は２つの羽根を有し、前記２つの電極は、前記３つの羽根のうち２つがいつも前記２つの電極と一致しないように配置される、請求の範囲第３４項記載の装置。
（２３）供給材料を処理する溶融装置において、容器に含まれる溶融ミネラル材料の上面の上方にあり、前記上面にブランケットを形成しないで前記供給材料を受入れる開口と、前記供給材料の一部は前記容器内の溶融ミネラル材料に変換され、さらに容器から溶融ガラス質材料を除去する流出口とを有する容器と、前記容器内に配置され、供給材料を前記容器内の前記溶融ミネラル材料に混合１るインペラ手段と、前記容器内に配置され、電気エネルギを前記容器内の供給材料と溶融ミネラル材料を介し一方の電極から他方の電極へ通す複数個の電極と、前記容器内の溶融ガラス質材料を電気的に加圧する電源回路手段であって、前記電源回路手段は前記電極に電気的に接続され、前記電源回路手段は前記インペラ手段に電気的に接続されない、電源回路手段とを備える装置。
（２４）前記耐火容器は、前記容器内の前記メルトの表面の上方に制御雰囲気スペースを形成する上蓋を有する、請求の範囲第２３項記載の装置。
（２５）前記容器の前記上蓋は、複数個の電極リセブタクルを有し、前記電極は前記制御雰囲気スペースを介しかつ前記溶融ガラス質材料内に前記上蓋から下降状に支持される、請求の範囲第２３項記載の装置。
（２６）前記容器は既知電気抵抗を有するアルミナ・ジルコニア・シリカ耐火れんがより形成される壁を有し、前記電極は前記れんがを通る電流の流れを小さくするように前記れんがから間隔を隔てている、請求の範囲第２３項記載の装置。
（２７）前記容器は既知電気抵抗を有するクロム耐火れんがより形成される壁を有し、前記電極はれんがを通る電流の流れを小さくするように前記れんがから間隔を隔てている、請求の範囲第２３項記載の装置。
（２８）前記電極は前記インペラ手段を通る電流の流れを小さくするように前記インペラ手段から間隔を隔てている、請求の範囲第２３項記載の装置。
（２９）供給材料をガラス化する装置において、容器であって、前記容器内の溶融ガラス質材料に変換される供給材料を受入れる開口と、溶融ガラス質材料を容器から除去する流出口とを有する容器と、前記容器内に配置され、前記容器内の供給材料と溶融ガラス質材料とを混合するインペラ手段とを備え、それによって単相電流が第１電極と第２電極としての前記インペラ手段として前記容器に印加され、前記第１と第２電極間に実質的に一定の低抗が維持される、装置。
（３０）前記インペラ手段は第１開口と前記第１開口より小さい第２開口とを有する円錐台部材であり、前記第１及び第２開口は垂直回転軸線と一致し、前記第２１口は前記溶融ガラス質材料に沈められかつ、前記溶融ガラス質材料は液位より上に配置される前記第１開口の下位にある、請求の範囲第２９項記載の装置。
（３１）前記インベラ手段は第１開口と前記第１開口より小さい第２開口とを有する円錐台部材であり、前記第１及び第２開口は、垂直回転軸線と一致し、前記第１及び第２開口は、前記溶融ガラス質材料に沈められ、前記第１開口は前記第２閉口の下位に配置されることによって前記溶融ガラス質材料は前記円錐台部材を介し引き下げられる、請求の範囲第２９項記載の装置。
（３２）供給材料をガラス化する装置において、前記容器内の溶融ガラス質材料に変換される供給材料を受入れる開口と、容器から溶融ガラス質材料を除去する流出口とを有する容器と、回転軸線を有し、前記容器内に配置されて前記容器内の供給材料と溶融ガラス質材料とを混合するインペラ手段と、前記容器に配置され、前記容器内の前記供給材料と溶融ガラス質材料を介し一方の電極から他方の電極へ電気エネルギを通し、さらに前記インペラ手段の回転軸線から等間隔に配置される複数個の電極とを備える、装置。
（３３）溶融により低密度相と少なくとも１つの高密度相に分離するガラス化可能材料から本質的に成る供給流れを加熱する装置において、前記供給流れが容器中に受人れられる流入口と、前記容器内のガラス化可能材料を撹拌するインペラ手段と、少なくとも前記ガラス化可能材料がその融点に達するまで前記容器内の前記供給流れを電気的に加熱する電極手段とを備え、前記容器は前記低密度相か前記容器から除去される第１流出口と、前記高密度相が前記容器から除去される前記第１流出口の下の第２流出口とを有する、装置。
（３４）前記第１流出口は、前記容器内の前記ガラス化可能材料の表面下方の前記容器に開口するのどと、前記のどから、前記容器内の前記ガラス化可能材料がスパウトの高さをこえるとき前記材料が容器から注入するスパウトまで上方に延長するライザーとを含む引き込みチャネルを有する、請求の範囲第３３項記載の装置．。
（３５）上蓋は前記容器に設けられ、前記電極手段は前記上蓋から前記ガラス化可能材料内に降下状に延長する、請求の範囲第３３項記載の装置。
（３６）前記高密度相は、前記容器の底部に堆積する鉛及び他の重金属よりなる、請求の範囲第３３項記載の装置。
（３７）ガラス化により危険材料の焼却から灰を処分する装置において、容器であって、ガラス・フォーマ、ガラス変性剤及び融剤から本質的に成る付加材料と共に危険材料の灰を容器内に受入れる少なくとも１つの流入口を有する容器と、前記容器内の前記灰と付加材料とを混合してガラス化可能混合物を形成するインペラ手段と、前記容器内の前記ガラス化可能混合物を少なくともガラス化可能混合物の融点まて電気的に加熱する電極手段とを備え、前記容器は、ガラス化可能混合物を前記融点に達した後前記容器から除去させる流出口を有する、装置。
（３８）前記ガラス化可能材料の一部を十分な力で前記インペラ手段により上方かつ半径方向に向けて、前記容器のガラス化可能材料の残分の表面を破断しかつ空中浮揚とする、請求の範囲第３７項記載の装置。
（３９）前記溶融ガラス質材料部分は前記灰が添加されたときこれを吸い込むことにより、前記灰の溶融ガラス質材料内への沈下を促進する、請求の範囲第３８項記載の装置。
（４０）前記インペラ手段は第１開口と前記第１開口より小さい第２開口とを有する円錐台部材で、前記第１及び第２開口は垂直軸線と一致し、前記第２開口は前記溶融ガラス化可能材料に沈みかつ前記ガラス化可能材料の液位の上方に配置される前記第１開口の下位にある、請求の範囲第３７項記載の装置。
（４１）前記インペラ手段は前記溶融ガラス化可能混合物に一部没入して配置されるインペラである、請求の範囲第３７項記載の装置。
（４２）灰とするため危険な材料の焼却とその後の灰のガラス化とにより危険な材料を処分する装置において、危険な材料を燃焼してガスと灰を形成する焼却手段と、灰とガラス化可能混合物とが容器に受入れられる少なくとも１つの流入口を有する容器と、前記容器内の前記灰とガラス化可能混合物とを混合してガラス化可能混合物を形成するインペラ手段と、前記容器内の前記灰と前記ガラス化可能混合物とを少なくともガラス化可能混合物の融点まで電気的に加熱する電極手段とを備え、前記容器は、前記融点に達した後前記ガラス化可能混合物を前記容器から除去させる流出口を有する、装置。
（４３）前記溶融ガラス化可能混合物の一部が前記インペラ手段により十分な力で上方半径方向に向けられ前記容器内の溶融ガラス化可能混合物の残分の表面を破断しかつ空気浮揚とする、請求の範囲第４２項記載の装置。
（４４）前記溶融ガラス化可能混合物部分は供給材料が添加されたときこれを吸い込むことにより、供給材料の溶融ガラス化可能混合物内への沈下を促進する、請求の範囲第４３項記載の装置。
（４５）前記インペラ手段は第１開口と前記第１開口より小さい第２開口とを有する円錐台部材で、前記第１及び第２開口は垂直軸線と一致し、前記第２開口は前記溶融ガラス化可能混合物に沈みかつ前記溶融ガラス化可能混合物の液位の上方に配置される前記第１開口の下位にある、請求の範囲第４２項記載の装置。
（４６）前記インペラ手段は前記溶融ガラス化可能混合物に一部没入して配置されるインベラである、請求の範囲第４２項記載の装置。
（４７）市の焼却灰をガラス化する装置において、前記灰の化学配合物を分抗する測定手段と、前記灰の化学配合物の分析により材料を前記灰に添加する供給手段であって、前記材料は本質的に下記より成るグループから選択される、供給手段と、ガラス・フォーマ、ガラス変性剤及び融剤、材料を受入れる流入口を有する容器と、前記容器内の前記材料と前記灰とを混合して混合物を形成するインペラ手段と、前記容器内の材料を少なくとも前記混合物の融点まで電気的に加熱する電極手段とを備え、前記容器は前記混合物を前記容器から除去させる流出口を有する、装置。
（４８）前記ガラス化可能混合物の一部が前記インペラ手段により十分な力で上方半径方向に向けられ前記容器内のガラス化可能混合物の残分の表面を破断しかつ空気浮揚とする、請求の範囲第４７項記載の装置。
（４９）前記溶融ガラス化可能混合物部分は供給材料が添加されたときこれを吸い込むことにより、供給材料の溶融ガラス化可能混合物内への沈下を促進する、請求の範囲第４８項記載の装置。
（５０）前記インペラ手段は第１開口と前記第１開口より小さい第２開口とを有する円錐台部材で、前記第１及び第２開口は垂直軸線と一致し、前記第２開口は前記溶融ガラス化可能混合物に沈みかつ前記溶融ガラス化可能混合物の液位の上方に配置される前記第１開口の下位にある、請求の範囲第４７項記載の装置。
（５１）前記インペラ手段は前記溶融ガラス化可能混合物に一部没入して配置されるインペラである、請求の範囲第４７項記載の装置。
（５２）有機被覆を有する被覆ミネラル・ファイバをリサイクルする方法において、溶融ガラス浴を含む容器内に被覆ミネラル・ファイバを注入する工程と、表面流と共に被覆ミネラル・ファイバを搬送する表面流を創成できる速度で溶融ガラス浴を撹拌する工程と、残分とミネラル・ファイバを残してミネラル・ファイバ上の前記有機被覆を分解するため表面流により搬送されながら被覆ミネラル・ファイバを加熱する工程と、前記残分はカーボンであり、前記ミネラル・ファイバが前記溶融ガラス浴の表面の一部にまたがる表面流により搬送されるとき前記残分の第１部分を酸化する工程と、ミネラル・ファイバと残分とを溶融ガラス浴で分散させうる速度で回転する撹拌器でミネラル・ファイバと残分の第２部分とを溶融ガラス浴中に分散する工程と、前記残分の第２部分からのカーボンが前記溶融ガラス洛中に放出されるとカーボン／ガラス・メルトを創成するため前記残分の第２部分と共にミネラル・ファイバを溶融すべくミネラル・ファイバと残分の分散物を加熱する工程とより成る方法。
（５３）さらに、前記カーボン／ガラスメルト内のカーボンを酸化剤と結合してカーボン酸化物を形成することによってカーボン／ガラスメルト内のカーボンを酸化する工程を備える、請求の範囲第５２項記載の方法。
（５４）前記酸化工程は下記反応よりなる請求の範囲第５３項記載の方法、Ｃ＋Ｏ２→ＣＯｘ。
（５５）前記酸化工程は下記反応よりなる請求の範囲第５３項記載の方法、Ｎａ２Ｏ＋Ｃ→ＣＯｘ十Ｎａ。
（５６）前記酸化工程は下記反応よりなる請求の範囲第５３項記載の方法、Ｃ＋ＳｉＯ２→ＣＯ＋ＳｉＯ。
（５７）前記酸化工程は下記反応よりなる請求の範囲第５３項記載の方法、Ｃ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ＋Ｈ２。
（５８）前記酸化工程は、前記注入、撹拌及び加熱工程が行われる前記容器から離れた第２ステージで行われる、請求の範囲第５３項記載の方法。
（５９）前記酸化工程はさらに、カーボンが第２ステージの上方領域で酸化剤により酸化される、第２ステージの上方及び周囲に前記汚れガラス浴部分を分配する回転ディスク中に前記カーボン含有溶融ガラス浴部分を注入することよりなる、請求の範囲第５８項記載の方法。
（６０）前記酸化工程はさらに、カーボンが第２ステージの上方領域で酸化剤により酸化される、第２ステージの上方及び周囲に前記汚れガラス浴部分を分配する回転コーン形部材中に前記カーボン含有溶融ガラス浴部分を注入することよりなる、請求の範囲第５８項記載の方法。
（６１）前記酸化工程はさらに、前記カーボンを酸化するため酸化剤を溶融ガラス浴中に供給することよりなる、請求の範囲第５３項記載の方法。
（６２）前記酸化工程はさらに、前記溶融ガラス浴を、カーボンが前記溶融ガラス浴内のナトリウム化合物と反応してガスを形成する、２５００°Ｆより高い温度に加熱することよりなる、請求の範囲第５３項記載の方法。
（６３）前記酸化工程はさらに、前記溶融ガラス浴を、カーボンが前記カーボン汚れと結合する前記溶融ガラス浴内のシリコン化合物と反応する、２６５０°Ｆより高い温度に加熱することよりなる、請求の範囲第５３項記載の方法。
（６４）ほぼすべての前記カーボン汚れを除去することにより前記ミネラル・ファイバがミネラル・ガラスファイバ中にリサイクルされた後、前記溶融ガラス浴部分をミネラル・ガラスファイバ形成操作部へ供給する工程をさらに備える、請求の範囲第５２項記載の方法。
（６５）灰をガラス化する方法において、灰を、溶融ガラス浴を含む容器中に注入する工程と、必要により、ガラス・フォーマ、ガラス変性剤及び融剤を溶融ガラス浴に添加する工程と、溶融ガラス浴を撹拌して、灰、前記ガラス・フォーマ、ガラス変性剤及び融剤を溶融ガラス洛中に分散する工程と、溶融ガラス浴を加熱して溶融ガラス浴の温度をその融点以上に維持する工程と、前記溶融ガラス浴の一部を容器から除去する工程とからなる、方法。
（６６）容器から除去された前記溶融ガラスメルト部分は冷却されて凝結体を形成する、請求の範囲第６５項記載の方法。
（６７）ガスを容器から放出する容器排気筒からの放出物をモニタして、鉛、亜鉛、カドミウムその他危険な又は有毒な材料を測定する工程をさらに含む、請求の範囲第６５項記載の方法。
（６８）モニタ工程に焼き、前記ガラス・フォーマ、ガラス変性剤及び融剤を添加する工程が制御され、前記ガラス・フォーマ、ガラス変性剤及び融剤の相対量が前記排ガス筒の内容により変えられる、請求の範囲第６５項記載の方法。
（６９）前記フライアッシュを前記容器に供給する前にフライアッシュは前記ガラス・フォーマと予混合される、請求の範囲第６５項記載の方法。
（７０）放射性材料をガラス化する方法において、前記放射性材料を溶融ガラス浴に注入する工程と、前記放射性材料の可燃成分を溶融ガラス浴と接触して燃焼する工程と、溶融ガラス浴内の前記放射性材料の未然成分を分散してその溶液を溶融ガラス浴内に形成する工程と、前記溶融ガラス浴の一部を容器から除去する工程とよりなる、方法。
（７１）酸化剤を容器中に注入して放射性材料の有機成分の燃焼を促進する工程をさらに備える、請求の範囲第７０項記載の方法。
（７２）容器から除去された前記ガラスメルト部分は、第２容器内の前記部分をさらに加熱する工程によってさらに処理される、請求の範囲第７０項記載の方法。
（７３）前記第２ステージは浴内の対流を除き撹拌のない溶融浴である、請求の範囲第７０項記載の方法。
（７４）前記注入工程前に予処理して塩素と硫酸塩からなる有害化学化合物を除去する工程をさらに備える、請求の範囲第６５項記載の方法。
（７５）放射性材料をガラス化する方法において、前記放射性材料を、溶融ガラス浴を含む容器中に注入する工程と、前記放射性材料の有機部分を燃焼する工程と、ガラス・フォーマ、ガラス変性剤及び融剤を溶融ガラス浴へ供給する工程と、前記放射性材料成分、溶融ガラス浴内の添加ガラス・フォーマ、ガラス変性剤及び融剤の燃焼による残分の分散を創成するため溶融ガラス浴を加熱・混合する工程と、前記ガラス浴の一部を除去する工程とからなる、方法。
（７６）前記放射性材料を水性スラリーとして容器に供給する工程をさらに含む、訴求の範囲第７５項記載の方法。
（７７）水性スラリーを容器に添加する前に前記水性スラリーを前処理する工程をさらに含み、前記前処理はスラリーから好ましくない成分を除去することを含む、請求の範囲第７６項記載の方法。
（７８）溶融ガラス浴の一部を除去する工程は、重材料を容器の底部に堆積させる、容器の底部上方で間隔をおいた地点で容器をタップ立てする工程を含む、請求の範囲第７５項記載の方法。
（７９）前記溶融ガラス浴部分を高温に当てて前記溶融ガラス浴の高融点成分をさらに溶融することによって容器から前記溶融ガラス浴部分を除去した後行われる、前記溶融ガラス浴部分を調整する工程をさらに含む、請求の範囲第７５項記載の方法。
（８０）カーボンを含む廃棄物流れをリサイクルする方法において、廃棄物流れを、ガラス質メルトを含む容器中に注入する工程と、ガラスメルトに廃棄物流れ分散物をほぼ瞬時に創成するため溶融ガラス浴を撹拌する手段により廃棄物流れを溶融ガラス浴中に分散する工程と、廃棄物流れ分散物を加熱して廃棄物流れを溶融しカーボン／ガラスメルトを創成する工程と、前記カーボン／ガラスメルトの一部を第２ステージへ除去する工程と、前記カーボン／ガラスメルト内のカーボンを酸化剤と結合してカーボン酸化物を形成することによって前記第２ステージ内の前記カーボン／ガラスメルト部分を酸化する工程とからなる、方法。
（８１）第２ステージ内の前記カーボン／ガラスメルト部分を分配してカーボンが前記第２ステージ内で酸化剤によって酸化されるようにした回転部材中に、前記カーボン／ガラスメルトを注入する酸化工程をさらに備える請求の範囲第８０項記載の方法。
（８２）前記酸化工程は下記の反応よりなる、請求の範囲第８０項記載の方法、Ｃ＋Ｏ２→ＣＯｘ。
（８３）前記酸化工程は下記の反応よりなる、請求の範囲第８０項記載の方法、Ｎａ２Ｏ＋Ｃ→ＣＯｘ＋Ｎａ。
（８４）前記酸化工程は下記の反応よりなる、請求の範囲第８０項記載の方法、Ｃ＋ＳｉＯ２→ＣＯ＋ＳｉＯ。
（８５）前記酸化工程は下記の反応からなる、請求の範囲第８０項記載の方法、Ｃ＋ＣＯ２→２ＣＯ。
（８６）前記酸化工程はさらに、酸化剤を前記第２ステージにあわ立たせて前記カーボンを酸化することを含む、請求の範囲第８０項記載の方法。
（８７）前記酸化工程はさらに、前記第２ステージを、カーボンがガラス質メルト内のナトリウム化合物と反応してカーボン・酸素化合物を作る２５００°Ｆより高い温度に加熱することからなる、請求の範囲第８０項記載の方法。
（８８）前記酸化工程はさらに、前記第２ステージを、カーボンが前記ガラス質メルト内のシリカと反応してカーボン・酸素化合物を形成する２６５０°Ｆより高い温度に加熱することからなる、請求の範囲第８０項記載の方法。
（８９）ほぼすべてのカーボン汚れを除去することにより前記廃棄物流れをリサイクルした後、前記ガラス質部分をファイバ形成操作部へ供給する工程をさらに備える、請求の範囲第７９項記載の方法。
（９０）ガラス成分を溶融する方法において、前記ガラス成分を、溶融ガラス浴を含む容器中に注入する工程と、溶融ガラス浴を、前記溶融ガラス浴内に前記ガラス成分の混合物を形成する動的流体流れを創成できる速度で撹拌する工程と、ガラスメルト全体に熱を間接的に伝送して局部領域を介し前記溶融ガラス浴を連続的に循環するため撹拌しながら溶融ガラス浴の上方に設けたエネルギ源を利用して前記溶融ガラス浴の表面の局部領域を加熱することによって、前記ガラス成分をその融点まて加熱する工程とよりなる、方法。