JPH1121133A

JPH1121133A - ガラス溶融炉

Info

Publication number: JPH1121133A
Application number: JP17837097A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Shirato; 克之白土
Original assignee: Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1997-07-03
Filing date: 1997-07-03
Publication date: 1999-01-26

Abstract

(57)【要約】【課題】高いガラス溶融能力を保持しつつ貯留空間に
おける液状ガラスなどの貯留量を減少させ得るようにす
る。【解決手段】ガラス原料４と廃液５を溶融して成る液
状ガラス１１を貯留可能な貯留空間１の下部に、容積減
少用部材１４を配置するようにしている。

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
するものであり、より詳しくは、高いガラス溶融能力を
保持しつつ貯留空間における液状ガラスなどの貯留量を
減少させ得るようにした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
液等は、廃液処理施設においてガラス固化体とされ、更
に、ガラス固化体を金属製の固化体保管容器に収納させ
た上で、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、ガラス溶融炉を
用いてガラス原料を溶融させ液状ガラスとすると共に、
液状ガラスに放射性廃液等を混入させ、この液状ガラス
をキャニスターと呼ばれる金属性のガラス固化体容器へ
充填し、該ガラス固化体容器の内部でガラスを固化させ
ることによって、ガラス固化体を形成させている。

【０００４】図３は従来のガラス溶融炉の一例を示すも
のであり、上部が円筒状をし、下部が下方へ向って徐々
に内径が減少する略逆円錐状をした貯留空間１をその内
部に有する耐熱レンガ製の溶融炉本体２を設け、溶融炉
本体２を図示しない断熱材等を介在させケーシング３で
覆うようにする。

【０００５】溶融炉本体２の頂部に、溶融炉本体２の外
部と内部の貯留空間１とを連通するように、ガラス原料
４や廃液５を投入するための供給口６と、ガス７を排出
するガス排出口８とを設ける。

【０００６】一方、溶融炉本体２の両側部には、該溶融
炉本体２の側壁部分を貫通して対向するよう一対の電極
９，１０が設けられており、前記貯留空間１に導電性の
液状ガラス１１が貯留された状態において両電極９，１
０の間に液状ガラス１１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１１が加熱保温さ
れるようになっている。

【０００７】又、溶融炉本体２の内部には、図示しない
電気ヒータが内装されており、貯留空間１に液状ガラス
１１が形成される前の運転初期状態に、貯留空間１へ投
入されたガラス原料４を前記電気ヒータによって溶融さ
せることにより、液状ガラス１１を得られるようにして
いる。

【０００８】更に、溶融炉本体２の底部には、溶融炉本
体２の内部に貯留された液状ガラス１１を外部へ流下さ
せるための液状ガラス流下孔を有する液状ガラス流下ノ
ズル１２が設けられており、該液状ガラス流下孔の外周
には、図示しない高周波電源に接続された加熱コイル１
３が外装されている。

【０００９】尚、溶融炉本体２内の液状ガラス１１は、
液状ガラス流下孔内を閉塞している固化したガラス片の
表面を加熱コイル１３により溶融・流動化させることに
より、図示しない案内部を介して、液状ガラス流下ノズ
ル１２の下部に配置された図示しないガラス固化体容器
へと流下するよう構成されている。

【００１０】そして、図３に示すガラス溶融炉は、以下
のように作動する。

【００１１】先ず、貯留空間１内に導電性の液状ガラス
１１が貯留された状態において、両電極９，１０の間に
液状ガラス１１を介し所定値の電流を導通させ、液状ガ
ラス１１を加熱保温すると共に、図示しない廃液タンク
から廃液供給管及び供給口６を介して貯留空間１に廃液
５を送給し、該廃液５を液状ガラス１１に混入させる。

【００１２】一方、貯留空間１の内部で発生したガス７
は、ガス排出口８及び図示しないガス排出管を介してガ
ス処理装置へと送出され、ガス処理装置にて処理され
る。

【００１３】更に、液状ガラス流下孔の真下に、図示し
ない案内部を介してガラス固化体容器を配置し、加熱コ
イル１３で液状ガラス流下孔内を閉塞している固化した
ガラスを加熱・流動化させることにより液状ガラス流下
孔を開放し、貯留空間１に貯留されている液状ガラス１
１をガラス固化体容器に流入させる。

【００１４】上記のガラス固化体容器へ廃液５が混入さ
れた液状ガラス１１が所定量充填されたならば、加熱コ
イル１３による加熱を停止することにより、液状ガラス
流下孔内でガラスが冷却・固着されて、液状ガラス流下
孔が閉止される。

【００１５】その後、液状ガラス流下ノズル１２の真下
から液状ガラス１１が充填されたガラス固化体容器を移
動し、該ガラス固化体容器の内部の液状ガラス１１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、同様に、次のガラス固化体容器を液状ガラス流
下ノズル１２の真下へ配置する。

【００１６】上記作業を繰り返すことにより、貯留空間
１内の液状ガラス１１が減少して該液状ガラス１１の液
面が電極９，１０の上部近傍となったならば、図示しな
い原料供給管及び原料供給ノズルを介して貯留空間１へ
ガラス原料４を投入し、貯留空間１に貯留される液状ガ
ラス１１の増量を図るようにする。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のガラス溶融炉には、以下のような問題があった。

【００１８】即ち、ガラス溶融炉のガラス溶融能力は、
ガラス原料４と液状ガラス１１との境界面の面積、即
ち、液状ガラス１１の液面の面積が大きい程、ガラス原
料４への伝熱面積が広いこととなるので、高くなる。

【００１９】一方、貯留空間１下部の略逆円錐状をした
部分の角度θは、液状ガラス１１を液状ガラス流下ノズ
ル１２へ向けてうまく流下させるのに必要な角度である
ため、角度θをこれ以上小さくすることができない。

【００２０】そのため、ガラス溶融炉のガラス溶融能力
の増大を目的として、液状ガラス１１の液面の面積、即
ち、貯留空間１上部の円筒状をした部分の面積の拡大を
図る場合、貯留空間１を、相似的に大きくしていかなれ
ればならないことになる。

【００２１】ところが、貯留空間１の容積を相似的に大
きくすると、今度は、ガラス溶融炉の運転開始時におけ
る、貯留空間１内へのガラス原料４の投入量を多くする
必要が生じ、且つ、その分、起動時間が長くなるという
問題があった。

【００２２】又、貯留空間１の容積が大きくなって、貯
留空間１における液状ガラス１１の貯留量が増えると、
その分、貯留空間１における廃液５の貯留量も多くなる
ので、廃液５の取扱い上、好ましくないという問題もあ
る。

【００２３】本発明は、上述の実情に鑑み、高いガラス
溶融能力を保持しつつ貯留空間における液状ガラスなど
の貯留量を減少させ得るようにしたガラス溶融炉を提供
することを目的とするものである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明は、ガラス原料４
と廃液５を溶融して成る液状ガラス１１を貯留可能な貯
留空間１の下部に、容積減少用部材１４を配置したこと
を特徴とするガラス溶融炉にかかるものである。

【００２５】この場合において、容積減少用部材１４
を、セラミックス製としても良い。

【００２６】又、容積減少用部材１４を柱状とすると共
に、容積減少用部材１４の両端を、貯留空間１を構成す
る溶融炉本体２の側壁部分に貫通支持させるようにして
も良い。

【００２７】更に、容積減少用部材１４を、円柱状とす
るようにしても良い。

【００２８】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。

【００２９】貯留空間１下部に、容積減少用部材１４を
配置したので、容積減少用部材１４によって、貯留空間
１下部の容積が減少され、ガラス溶融炉のガラス溶融能
力の増大を目的として、貯留空間１を大きくした場合で
も、ガラス溶融炉の運転開始時における、貯留空間１内
へのガラス原料４の投入量を少なくすることが可能とな
り、且つ、その分、起動時間を短くすることが可能とな
る。

【００３０】又、貯留空間１を大きくしても、容積減少
用部材１４の分だけ貯留空間１の容積が減少されている
ので、少量の液状ガラス１１に対して少量の廃液５を投
入しつつ運転できる状態となることから、貯留空間１に
おける廃液５の貯留量を少なくすることができる。尚、
この場合、上記したように、貯留空間１を大きくするこ
とにより、ガラス溶融能力が増大されているため、投入
したガラス原料４が短時間で溶融されて液状ガラス１１
となるので、少量の液状ガラス１１に対して少量の廃液
５を投入するような運転を行っても、全体として高い処
理能力が得られることとなる。

【００３１】更に、容積減少用部材１４の材質は、液状
ガラス１１や廃液５と反応せず、高温強度のあるのもの
なら何を使用しても良いが、特に、セラミックスを用い
ているので、容積減少用部材１４の摩耗や損傷を少ない
ものとすることができる。

【００３２】又、容積減少用部材１４を、角や凹凸や形
状不連続部分のない、連続した滑らかな表面を持つ円柱
状とすることにより、貯留空間１下部における、液状ガ
ラス１１の対流を妨げないようにすることができる。

【００３３】更に、容積減少用部材１４を円柱状などの
柱状とすることにより、溶融炉本体２の側壁部分に対
し、両端を貫通させて支持させることが可能となり、容
積減少用部材１４の配置を容易化することが可能とな
る。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例と共に説明する。

【００３５】図１・図２は、本発明の実施の形態の一例
である。

【００３６】ガラス溶融炉の基本的な構造については、
図３と同様であるため、同一の部分については同一の符
号を付すことにより説明を省略する。

【００３７】本発明では、貯留空間１下部の略逆円錐状
をした部分に、容積減少用部材１４を配置する。

【００３８】容積減少用部材１４の材質としては、液状
ガラス１１や廃液５と反応せず、高温強度のあるのもの
なら何を使用しても良いが、本実施の形態では、セラミ
ックスを用いるようにしている。

【００３９】又、容積減少用部材１４は、貯留空間１下
部の略逆円錐状をした部分における、液状ガラス１１の
対流を妨げないように、連続した滑らかな表面を持つも
のとするのが好ましい。そのため、本実施の形態では、
容積減少用部材１４を円柱状としている。尚、容積減少
用部材１４は、楕円形断面の柱状のものや、長円形断面
の柱状のものなどとしても良い。

【００４０】更に、容積減少用部材１４の本数は、貯留
空間１の容積を、所望の容積に減少できるだけの体積が
あれば、１本としても良く、又、複数本に分割しても良
い。本実施の形態では、３本に分割して、容積減少用部
材１４の両端を溶融炉本体２の側壁部分に貫通させて支
持させるようにしている。

【００４１】次に、作動について説明する。

【００４２】ガラス溶融炉でガラス原料４を溶融させて
液状ガラス１１とし、廃液５を液状ガラス１１中に溶け
込ませる過程については図３の場合と同様なので説明を
省略する。

【００４３】本発明では、貯留空間１下部の略逆円錐状
をした部分に、容積減少用部材１４を配置したので、容
積減少用部材１４によって、貯留空間１下部の略逆円錐
状をした部分の容積が減少され、ガラス溶融炉のガラス
溶融能力の増大を目的として、貯留空間１を、相似的に
大きくした場合でも、ガラス溶融炉の運転開始時におけ
る、貯留空間１内へのガラス原料４の投入量を少なくす
ることが可能となり、且つ、その分、起動時間を短くす
ることが可能となる。

【００４４】又、貯留空間１を相似的に大きくしても、
容積減少用部材１４の分だけ貯留空間１の容積が減少さ
れているので、少量の液状ガラス１１に対して少量の廃
液５を投入しつつ運転できる状態となることから、貯留
空間１における廃液５の貯留量を少なくすることができ
る。尚、この場合、上記したように、貯留空間１を相似
的に大きくすることにより、ガラス溶融能力が増大され
ているため、投入したガラス原料４が短時間で溶融され
て液状ガラス１１となるので、少量の液状ガラス１１に
対して少量の廃液５を投入するような運転を行っても、
全体として高い処理能力が得られることとなる。

【００４５】更に、容積減少用部材１４の材質は、液状
ガラス１１や廃液５と反応せず、高温強度のあるのもの
なら何を使用しても良いが、特に、セラミックスを用い
ているので、容積減少用部材１４の摩耗や損傷を少ない
ものとすることができる。

【００４６】又、容積減少用部材１４を、角や凹凸や形
状不連続部分のない、連続した滑らかな表面を持つ円柱
状とすることにより、貯留空間１下部の略逆円錐状をし
た部分における、液状ガラス１１の対流を妨げないよう
にすることができる。

【００４７】更に、容積減少用部材１４を円柱状などの
柱状とすることにより、溶融炉本体２の側壁部分に対
し、両端を貫通させて支持させることが可能となり、容
積減少用部材１４の配置を容易化することが可能とな
る。

【００４８】尚、本発明は、上述の実施の形態にのみ限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のガラス溶
融炉によれば、高いガラス溶融能力を保持しつつ貯留空
間１における液状ガラス１１などの貯留量を減少させる
ことができるという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例の正面から見た断面
図である。

【図２】図１を側方から見た断面図である。

【図３】従来例の正面から見た断面図である。

【符号の説明】

１貯留空間２溶融炉本体４ガラス原料５廃液１１液状ガラス１４容積減少用部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス原料（４）と廃液（５）を溶融し
て成る液状ガラス（１１）を貯留可能な貯留空間（１）
の下部に、容積減少用部材（１４）を配置したことを特
徴とするガラス溶融炉。
【請求項２】容積減少用部材（１４）を、セラミック
ス製とした請求項１記載のガラス溶融炉。
【請求項３】容積減少用部材（１４）を柱状とすると
共に、容積減少用部材（１４）の両端を、貯留空間
（１）を構成する溶融炉本体（２）の側壁部分に貫通支
持させた請求項１又は２記載のガラス溶融炉。
【請求項４】容積減少用部材（１４）を、円柱状とし
た請求項３記載のガラス溶融炉。