JPH07280996A - ガラス溶融炉 - Google Patents

ガラス溶融炉

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JPH07280996A
JPH07280996A JP6748994A JP6748994A JPH07280996A JP H07280996 A JPH07280996 A JP H07280996A JP 6748994 A JP6748994 A JP 6748994A JP 6748994 A JP6748994 A JP 6748994A JP H07280996 A JPH07280996 A JP H07280996A
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melting furnace
cooling
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敏夫 正木
Yasuo Shobu
康夫 菖蒲
Masao Mogi
正男 茂木
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Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan
IHI Corp
Power Reactor and Nuclear Fuel Development Corp
Original Assignee
Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan
Power Reactor and Nuclear Fuel Development Corp
Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
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    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/167Means for preventing damage to equipment, e.g. by molten glass, hot gases, batches
    • C03B5/1672Use of materials therefor
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガラス溶融炉に係るもので、溶融物の流動性
の制御を行なうとともに、白金族元素等の金属堆積物に
よる短絡事故の発生を防止して、溶融炉の安全性を高め
る。 【構成】 主電極の下方位置に対向状態に配されその近
傍で抵抗発熱を生じさせる補助電極と、該補助電極に配
されその内部に冷却媒体を供給して冷却を行なう冷却手
段とを具備する構成とすることにより、補助電極に接触
する溶融物を冷却して粘度を高め、白金族元素等の金属
を溶融物中にとどめて堆積現象の発生を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガラス溶融炉に係り、
特に、溶融物の流動性の制御を行なうとともに、金属堆
積物による短絡防止を図るものである。
【0002】
【従来の技術】ガラス溶融炉にあっては、対向状態の電
極の間に被加熱物を投入し、被加熱物または溶融物が導
電性を有していることを利用して、電極間に電流を流し
て抵抗発熱を生じさせ、被加熱物の溶解を行なうように
している。上記被加熱物としては、例えば高レベル放射
性廃棄物(高レベル廃液)の固化処理に用いられるガラ
スが挙げられる。
【0003】図3及び図4は、特開平4−161896
号及び特開平4−161897号に開示されている溶融
炉の従来構造例を示すものである。各図にあって、符号
1は溶融槽、2は側壁、3は電極、4は底部壁、5は底
部電極、6は天井壁、7は原料供給口、8は排出口、9
は流下ノズル、10は傾斜内壁面、Xは溶融物である。
【0004】このような溶融炉では、一対の電極3の
間、あるいは、電極3と底部電極5との間に介在する導
電体である溶融物Xに電流を流して、抵抗発熱によって
高温状態を維持するようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、高レベル廃液
中に含まれる比較的比重の大きな白金族元素は、溶融物
Xの中を沈降して傾斜の緩やかな部分に堆積し易く、図
3及び図4例であると、底部壁4の内面が角錐状に形成
されているために、傾斜内壁面の内角部近傍に堆積し
て、電極3と底部電極5との間が電気的に短絡され易く
なる。電極3と底部電極5との間が電気的に短絡される
と、両電極3,5に局部的に電流が流れて損傷を生じ、
溶融炉の機能が損われた場合には、高レベル廃液を扱う
溶融炉では、交換作業等の補修作業ができないので廃炉
ととなることが考えられる。
【0006】本発明は、このような課題を有効に解決す
るものである。つまり、溶融物の流動性の制御を行なう
とともに、白金族元素等の金属堆積物による短絡事故の
発生を防止して、溶融炉の安全性を高めることを目的と
している。
【0007】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成する複
数の手段を提案する。第1の発明は、被加熱物に電流を
流して抵抗発熱を生じさせる対向状態の主電極と、下方
位置に対向状態に配されその近傍で抵抗発熱を生じさせ
る補助電極と、該補助電極に配されその内部に冷却媒体
を供給して冷却を行なう冷却手段とを具備し、主電極が
溶融槽の側壁に配され、かつ、補助電極が側壁の下方位
置の傾斜内壁面に配される構成のガラス溶融炉としてい
る。第2の発明は、第1の発明に加えて、主電極及び補
助電極が、対向方向を変えて水平方向に配される構成の
ガラス溶融炉としている。
【0008】
【作用】第1の発明にあっては、主電極間に電流を流す
ことにより抵抗発熱が生じて、被加熱物の溶解が行なわ
れるとともに、溶融槽の側壁で囲まれた部分の溶融物の
流動性が高められる。この場合にあって、冷却手段の作
動により補助電極に冷却媒体を供給して、補助電極に接
触する溶融物を冷却すると、傾斜内壁面近傍の溶融物の
冷却が行なわれるとともに、溶融物の粘度が高まって流
動性が低くなり、白金族元素等の金属を溶融物中にとど
め、堆積現象の発生を抑制する。溶融物を流下させる場
合には、冷却手段による補助電極の冷却を停止し、補助
電極への通電によってその近傍の溶融物の流動性を向上
させる。第2の発明にあっては、第1の発明に基づく作
用に加えて、主電極と補助電極とが上下方向に並ぶこと
がなく、主電極自身の熱が補助電極やその近傍の冷却部
分に伝達されることが抑制され、溶融物中の金属の堆積
の発生が低減される。また、主電極と補助電極との距離
が遠くなることにより、万一傾斜内壁面に白金族元素等
の金属が堆積しても短絡の危険性が少なくなる。
【0009】
【実施例】以下、本発明に係るガラス溶融炉の一実施例
を図1及び図2に基づいて説明する。図1及び図2にあ
って、符号11は補助電極、12は冷却手段、13は冷
却プレナム部、14は導電ロッド、15は冷却空気供給
系、16は冷却媒体流路である。
【0010】前記補助電極11は、図1及び図2に示す
ように、側壁2に配される主電極3と底部壁4に配され
る底部電極5との間に位置して、底部壁4の傾斜内壁面
10から表面が露出するように、主電極3と底部電極5
との双方に対して上下間隔を空けるように設定され、か
つ、主電極3の対向方向と直交する対向方向を持つよう
に、90度向きを変えた状態に配される。
【0011】前記冷却手段12は、底部電極5及び補助
電極11に中空状態に形成される冷却プレナム部13
と、空気を供給するための冷却空気供給系15と、底部
電極5及び補助電極11に接続状態の導電ロッド14の
中心に明けられかつ冷却プレナム部13と冷却空気供給
系15との間にこれらを接続するように配される冷却媒
体流路16とを有している。そして、冷却プレナム部1
3には、入口13a及び出口13bが配され、冷却媒体
流路16の往復路を介して外部と接続され、冷却空気の
流出入が行なわれる。
【0012】このように構成されているガラス溶融炉に
あっては、図3及び図4例と同様に、対をなす主電極3
に通電することによって溶融物Xを抵抗発熱させ、以
下、温度の保持を行なう運転が実施される。
【0013】また、主電極3による抵抗発熱時に、底部
電極5及び補助電極11にあっては、通電を停止した状
態とされるとともに、冷却手段12の作動、つまり、冷
却空気供給系15から冷却空気を冷却媒体流路16を経
由して、底部電極5及び補助電極11の冷却プレナム部
13の中に供給することによって、底部電極5及び補助
電極11に接触している部分の溶融物Xを冷却する。
【0014】底部電極5及び補助電極11の近傍におい
て、溶融物Xの温度が部分的に低下すると、溶融物Xの
粘度が高まって流動性が低くなることにより、溶融物X
の中に混入している白金族元素等の金属の移動が少なく
なり、白金族元素等の金属が沈降して、傾斜内壁面10
等に堆積する現象の発生が抑制される。
【0015】主電極3の通電に基づく抵抗発熱によっ
て、溶融槽1の各側壁2で囲まれた部分の溶融物Xの流
動性が高められている場合に、その下方の補助電極11
の近傍では、前述したように溶融物Xの冷却が行なわれ
て、傾斜内壁面10の近傍に位置する溶融物Xの低温化
が行なわれる。
【0016】しかし、図1及び図2に示すように、主電
極3の対向方向と補助電極11の対向方向とは、水平方
向に90度ずれて上下方向に並ぶことが回避されるた
め、特に温度が高くなると予想される主電極3の熱が、
側壁2、底部壁4及び溶融物Xを介して補助電極11に
よる冷却部分に伝達されることが少なく、冷却部分の温
度上昇を抑制できることになる。したがって、底部電極
5及び補助電極11の近傍に温度が低くなった冷却部分
を発生させて、白金族元素等の金属が堆積し易い箇所の
電気的短絡が防止可能となる。
【0017】一方、溶融物Xを流下させる場合について
説明すると、冷却手段12による補助電極11の冷却を
停止するとともに、底部電極5と主電極3との間への通
電によって、これらの対向範囲や低温状態となっていた
溶融物Xを抵抗発熱させて流動性を向上させ、さらに、
流下ノズル9を誘導加熱する等によって排出口8を開放
して、溶融物Xを予め下方に待機させておいた収納容器
に流下して収納する。この場合の流下作業は、ガラス溶
融炉や収納容器の大きさ等によって左右されるものの、
溶融物Xの液面が下がった場合に、液面が主電極3の上
方位置となる状態を維持するように運用される。
【0018】溶融物Xの流下量が所望量に達した場合に
は、底部電極5と主電極3との間への通電を停止すると
ともに、冷却手段12の作動等によって、流下ノズル
9、底部電極5及び補助電極11を冷却して排出口8を
閉塞し、冷却手段12による底部電極5及び補助電極1
1の冷却、主電極3による溶融物Xの加熱等が実行され
る。
【0019】〔他の実施例〕本発明にあっては、実施例
に代えて次の技術を採用することができる。 a)冷却手段12が、冷却空気に代えて水等の他の冷却
媒体を使用するものであること。 b)主電極3及び補助電極11の設置数を任意とするこ
と。 c)溶融槽1における側壁2及び底部壁4の横断面形状
を任意とすること。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るガラ
ス溶融炉によれば、以下のような効果を奏する。 (1) 主電極の下方位置に対向状態に配されその近傍
で抵抗発熱を生じさせる補助電極と、該補助電極に配さ
れその内部に冷却媒体を供給して冷却を行なう冷却手段
とを具備することにより、補助電極に接触する溶融物を
冷却して粘度を高め、白金族元素等の金属を溶融物中に
とどめて堆積現象の発生を抑制し、金属堆積物による短
絡事故の発生を防止することができる。 (2) 補助電極への通電と冷却媒体の供給とによっ
て、溶融物の流動性を高めるか、あるいは粘度を大きく
するかの制御を行ない、ガラス溶融炉の状況に対応させ
て運転を安定させることができる。 (3) 金属堆積物による電気的短絡による電極の損傷
を防止して、溶融炉の長寿命化を図ることができる。 (4) 主電極による通電による抵抗発熱によって、溶
融槽の側壁で囲まれた部分の溶融物の流動性を高めると
ともに、補助電極が傾斜内壁面に配されることにより、
傾斜内壁面近傍の溶融物の冷却を行なって金属堆積物の
発生防止を行ない、かつ、必要に応じて傾斜内壁面近傍
の溶融物に流動性を付与することができる。 (5) 主電極及び補助電極が、対向方向を変えて水平
方向に配されることにより、主電極と補助電極とが上下
に配列されることを回避して、主電極自身の熱が補助電
極やその近傍の冷却部分に伝達されることを抑制し、断
熱性の向上により溶融物中の金属堆積物の発生を低減す
ることができる。また、主電極、補助電極間の距離を離
すことで短絡を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るガラス溶融炉の一実施例を示すブ
ロック図を併記した側断面図である。
【図2】本発明に係るガラス溶融炉の一実施例を示す正
断面図である。
【図3】ガラス溶融炉の従来例を示す正断面図である。
【図4】ガラス溶融炉の従来例を示す平断面図である。
【符号の説明】
1 溶融槽 2 側壁 3 主電極(電極) 4 底部壁 5 底部電極 6 天井壁 7 原料供給口 8 排出口 9 流下ノズル 10 傾斜内壁面 11 補助電極 12 冷却手段 13 冷却プレナム部 13a 入口 13b 出口 14 導電ロッド 15 冷却空気供給系 16 冷却媒体流路 X 溶融物
フロントページの続き (72)発明者 茂木 正男 東京都江東区豊洲三丁目2番16号 石川島 播磨重工業株式会社豊洲総合事務所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被加熱物に電流を流して抵抗発熱を生じ
    させる対向状態の主電極と、下方位置に対向状態に配さ
    れその近傍で抵抗発熱を生じさせる補助電極と、該補助
    電極に配されその内部に冷却媒体を供給して冷却を行な
    う冷却手段とを具備し、主電極が溶融槽の側壁に配さ
    れ、かつ、補助電極が側壁の下方位置の傾斜内壁面に配
    されることを特徴とするガラス溶融炉。
  2. 【請求項2】 主電極及び補助電極が、対向方向を変え
    て水平方向に配されることを特徴とする請求項1記載の
    ガラス溶融炉。
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JP2008174396A (ja) * 2007-01-16 2008-07-31 Japan Atomic Energy Agency ガラス溶融炉からの溶融ガラス排出方法および装置
JP2013028482A (ja) * 2011-07-28 2013-02-07 Ihi Corp ガラス溶融炉の運転方法及びガラス溶融炉
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