JPS6222072B2 - - Google Patents

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JPS6222072B2
JPS6222072B2 JP54049599A JP4959979A JPS6222072B2 JP S6222072 B2 JPS6222072 B2 JP S6222072B2 JP 54049599 A JP54049599 A JP 54049599A JP 4959979 A JP4959979 A JP 4959979A JP S6222072 B2 JPS6222072 B2 JP S6222072B2
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melting
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furnace
microwave
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、バツチ溶解式マイクロ波溶解炉の改
良に関する。
マイクロ波照射により生起する誘電加熱現象を
利用した各種物質の加熱溶融法は、輻射熱や伝熱
加熱などの他の形式にくらべ、被処理物の均一か
つ効率良い加熱溶融が可能であり、またマイクロ
波印加電力の調整により、緩急任意の溶融処理を
行なうことができる利点を有する。
このマイクロ波照射による加熱溶融の原理は、
各種分野においてさまざまな目的に利用すること
ができる。例えば、各種産業施設からスラリー等
として排出される廃棄物に対し、マイクロ波照射
による乾燥あるいは溶融固化処理を施せば、その
容積を大幅に減少させることができ、爾後の処理
に好都合である。また、原子力施設から排出され
る放射性物質含有廃棄物は、回収後、人間環境か
ら隔離し、格納施設に長期間貯蔵しておく必要が
あるため、貯蔵に先立つてマイクロ波照射により
溶融固化する「減容処理」を施せば、貯蔵容器個
数・格納施設スペース等の節減、収容能力の増
大、取扱作業量の減少等をもたらし、経済的にも
極めて有利である。
本発明は、上記のごときマイクロ波加熱溶解処
理の工業的実用化のための新規溶解炉を提供する
ものである。
以下、本発明について詳しく説明する。
本発明溶解炉は、ルツボ内に装入された被処理
物にマイクロ波を照射して該被処理物を加熱溶解
するバツチ溶解式溶解炉であつて、溶解炉本体
は、支持体に固定された上部炉体と、該上部炉体
に対し着脱可能な下部炉体とから成り、上部炉体
には、マイクロ波発振機と連結する導波管、該導
波管を経て溶解炉本体内に導かれるマイクロ波の
整合を行なうためのチユーナ、並びに被処理物を
導入するための供給管が設けられ、一方下部炉体
には被処理物を受納するルツボが載置される。第
１図に、かかる溶解炉の一具体例を示す。同図
〔〕は平面概要図、〔〕は側面概要図である。
図において、１は上部炉体、２は下部炉体であ
り、両者合して溶解炉本体を構成する。各炉体の
外周部には、一般に炉体冷却手段として冷媒配管
（図示せず）が設けられる。該上部炉体１は、マ
イクロ波導波管３およびチユーナ４、並びに被処
理物供給管５を備えるとともに、支持体６にて下
部炉体２とは独立に固定される。m1はチユーナ
４の駆動用モータであり、そのベベルギア噛咬機
構２０にてチユーナの炉内における高さ方向の位
置調節が行なわれる。なお、該上部炉体１には、
一般に溶解炉内で発生するダストやヒユーム等の
マイクロ波照射効率に有害な浮遊物を炉外に排除
するための排管７が設けられる。一方、下部炉体
２は、内部に溶解用ルツボ８（第２図参照）が載
置され、かつ保持機構１０にて前記上部炉体１に
対し、着脱可能なように保持される。同保持機１
０は、モータm2を備えた回転機構部１０・１と
リフト機構部１０・２とから成る。該回転機構部
１０・１は、下部炉体２に取付けられた支腕１１
を有し、その他端部は、同図〔〕（同図中、保
持機１０はＡ−Ａ断面を示す）に示されるよう
に、支持２１に固定されたギア２２を備える。該
ギア２２はモータm2のギア２３と噛咬し、該モ
ータの駆動により、支腕１１を支軸２１を中心と
して水平面内に回転させることにより、下部炉体
２を上部炉体１から２′の位置まで退避させ得る
ようになつている。一方、リフト機構部１０・２
は、上記回転機構部を昇降台２４で支持し、油圧
等の駆動力にて回転機構部１０・１を昇降させる
ことにより、下部炉体２を上部炉体に対して接近
および後退させるようになつている。
上記装置における加熱溶解処理は、溶解用ルツ
ボ８が載置された下部炉体２を保持機１０の回転
および昇降操作にて上部炉体１に装着し、被処理
物Ｍを供給機Ｂから供給管５を経てルツボ８内に
導入するとともに、炉内に発生するダスト・ヒユ
ーム等マイクロ波照射を阻害する浮遊物を排気管
７にて排除しつつ、マイクロ波発振機（図示せ
ず）から導波管３を経て炉内にマイクロ波を導
き、これをルツボ内の被処理物Ｍに照射すること
により行なわれる。
加熱溶解処理の際に炉内に導入されるマイクロ
波の炉外への漏出、あるいは炉内に発生するダス
ト等の漏れを防ぐために、上部炉体１と下部炉体
との接合は緊密であることを要する。このため、
例えば第３図〔〕に示すように、上部炉体１の
下端部と下部炉体２の上端部にそれぞれフランジ
f1およびf2を設け、該フランジにオーリングｒを
介在せることにより、上・下炉体の装置時の密着
性を良好にすることができる。なお、この場合、
後述のように上・下炉体の接合部に、マイクロ波
発振機と接続するリレースイツチを設け、密着性
が不良の場合等にマイクロ波照射を停止するよう
にすることも可能である。
また、被処理物の加熱溶解を効率良く円滑に行
なうには、該被処理物に対するマイクロ波照射が
均一に施こされることが必要である。ところが、
実際には、ルツボ内への被処理物導入の方法・条
件等により、被処理物がルツボ内の一方に偏つた
り、被処理物上面に凹凸を伴なうため、被処理物
に対するマイクロ波入射効率が不均一化し、加熱
溶解に局部的遅速を生ずることも少なくない。こ
れを防ぐ方法として、炉内のマイクロ波照射源を
複数個設置することも考えられるが、装置の大
型・複雑化を招き、好ましくない。かかる場合の
対策として、例えば溶解用ルツボを炉内で回転さ
せるようにした炉構造を採用することができる。
第３図〔〕はその例を示す下部炉体断面概要図
である。図中、１２は下部炉体２の内側底部に設
置されたルツボ載置用回転台、１３は該回転台を
水平面内で回転させる回転軸である。該回転軸１
３は適当な回転駆動源（図示せず）に連結され
る。回転駆動源として適当なモータを下部炉体に
付帯させることもできる。回転台１２の上面に
は、ルツボ８（マイクロ波照射により加熱され
る）からの熱伝導を防ぐための適当な断熱材１４
が取付けられる。なお、ルツボの回転を円滑に行
なわせるため、ルツボの上端部および側壁部が炉
体壁部と接触しないように、ルツボと炉体内面と
の間に適当な間隙、例えば約１〜３mm程度の間隔
を与えることが望ましい。このように、ルツボ８
を回転台１２に載置し、マイクロ波照射中適当な
回転速度でルツボを回転させれば、被処理材Ｍに
偏りや上面の凹凸があつても、被処理材Ｍ全体に
まんべんなく照射が施こされ、均一な加熱溶解を
達成することが可能となる。
ところで、被処理材の加熱溶融処理に当つて
は、被処理材またはこれを溶解して得られる溶融
固化物の化学的・物理的諸性質に対する要求か
ら、加熱溶融過程において、被処理物と炉内雰囲
気との反応を防止することが必要な場合がある。
このような場合には、炉内を不活性雰囲気とする
ための不活性ガス導入手段を設けることができ
る。それによつてルツボ自体の酸化損耗を軽減す
る効果も得られる。
第４図は、炉内に不活性ガス導入手段を設ける
とともに、前記上・下炉体の密着性改善手段なら
びに溶解用ルツボ回転台を組込んで成る溶解炉を
示す要部断面図である。図において、下部炉体２
はその上端のフランジ部１７に設けられたオーリ
ングｒを介して上部炉体１の下端部フランジ１８
に装着される。１５は炉体冷却用冷媒配管であ
る。Ｓはリミツタスイツチであり、マイクロ波発
振機と接続され、上・下炉体のフランジ部の接合
が不十分な場合、あるいは下部炉体２を上部炉体
から離脱させたときにマイクロ波印加用高電圧回
路を遮断するように構成することによつて、炉外
周囲へのマイクロ波の漏えいを確実に防止するこ
とができる。また、溶解処理中のダスト等の漏出
防止も保証される。溶解炉内のルツボ８は、下部
炉体２の底部に設けられた回転台１２上に載置さ
れ、軸受１９に保持された回転台１３にて所定の
回転動作が与えられる。なお、ルツボ８は載置さ
れた状態において、その側壁外周面と下部炉体内
壁面との間に適当な間隙Ｇを、また上端部と上部
炉体の下端部との間に若干のすき間Ｃ（約１〜３
mm）が与えられるようにする。しかして、下部炉
体２に不活性ガス導入口１６が設けられ、ルツボ
８の外周面と下部炉体２の内周面との間Ｇに不活
性ガスが導入される。該間隙Ｇの不活性ガス雰囲
気圧力は溶解炉内部の雰囲気圧力よりも若干高め
に調節される。それによつて間隙Ｇの不活性ガス
は前記すき間Ｃから内部に導入され、該内部に不
活性ガス雰囲気が形成される一方、内部からのヒ
ユームその他の排ガスの漏出防止効果が得られ
る。
下部炉体とルツボとの間には、マイクロ波の加
熱溶解処理において不必要に熱が放散しないよう
に例えば、石綿、シリカフアイバーなどの耐火物
内張構造が採用される。
溶解用ルツボとしては、ステンレス鋼などの金
属製あるいはカーボン材質（黒鉛製）のものが挙
げられるが、好ましくは金属製ルツボが用いら
れ、被処理物の融点が高い場合には、ルツボ内面
に、例えばアルミナセメントなどの高融点断熱性
物質の層をコーテイングしたものを用いることが
できる。
なお、本発明溶解炉による溶解処理操作法とし
て、１回の加熱溶融処理にてルツボ内の被処理物
が溶融減容したのち、被処理物供給機Ｂ部のバル
ブＶの操作により供給管５から被処理物をルツボ
内に補充し再び加熱溶融処理する操作をくり返
し、ルツボ内の溶融固化物が所定量に達したのち
炉より取出すようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明溶解炉の一具体例を示し、同図
〔〕は平面概要図、〔〕は側面概要図、第２図
は下部炉体内のルツボ載置状況の例を示す断面概
要図、第３図〔〓〕および〔〕は下部炉体構造
の他の例を示す断面概要図、第４図は溶解炉の他
の具体例を示す断面概要図である。図面中の主な
符号は次のとおりである。 １：上部炉体、２：下部炉体、３：導波管、
４：チユーナ、５：被処理物供給管、６：上部炉
体支持体、７：排気管、８：溶解用ルツボ、１
０：下部炉体着脱保持機、１１：支腕、１２：回
転台、１６：不活性ガス導入管。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ ルツボ内に装入された被処理物にマイクロ波
    を照射して該被処理物を加熱溶解するマイクロ波
    溶解炉であつて、マイクロ波発振機に連結された
    導波管およびチユーナ、並びに被処理物供給管を
    備え、かつ支持体に固定された上部炉体と、溶解
    用ルツボを載置する下部炉体とから成り、さらに
    該下部炉体を前記上部炉体に着脱可能なようにし
    たことを特徴とするバツチ溶解式マイクロ波溶解
    炉。 ２ ルツボ内に装入された被処理物にマイクロ波
    を照射して該被処理物を加熱溶解するマイクロ波
    溶解炉であつて、マイクロ波発振機に連結された
    導波管およびチユーナ、並びに被処理物供給管を
    備え、かつ支持体に固定された上部炉体と、底部
    に垂直方向の回転軸芯を有する回転台を備え、該
    回転台に溶解用ルツボを載置するようにした下部
    炉体とから成り、さらに該下部炉体を前記上部炉
    体に着脱可能なようにしたことを特徴とするバツ
    チ溶解式マイクロ波溶解炉。 ３ ルツボ内に装入された被処理物にマイクロ波
    を照射して該被処理物を加熱溶解するための、上
    部炉体と、これに着脱可能な下部炉体とから成る
    マイクロ波溶解炉であつて、該上部炉体は、マイ
    クロ波発振機に連結された導波管およびチユー
    ナ、並びに被処理物供給管を備え、かつ支持体に
    固定される一方、該下部炉体は、不活性ガス導入
    管を備えるとともに、その底部に、溶解用ルツボ
    を載置するための垂直方向の回転軸芯を有する回
    転台を備えてなり、前記不活性ガス導入管から供
    給される不活性ガスにて該下部炉体内壁とルツボ
    との間の圧力を炉内圧に対して正圧に保持するよ
    うにしたことを特徴とするバツチ溶解式マイクロ
    波溶解炉。
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