JPS6298593A - マイクロ波溶融装置 - Google Patents
マイクロ波溶融装置Info
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- JPS6298593A JPS6298593A JP60238516A JP23851685A JPS6298593A JP S6298593 A JPS6298593 A JP S6298593A JP 60238516 A JP60238516 A JP 60238516A JP 23851685 A JP23851685 A JP 23851685A JP S6298593 A JPS6298593 A JP S6298593A
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Landscapes
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、液状物、粉状物、塊状物またはそれらの混合
物をマイクロ波で溶融するマイクロ波溶融装置に係り、
特に、放射性焼却灰、スラッジ等をマイクロ波で溶融し
均一な溶融体を作るのに好適なマイクロ波溶融装置に関
する。
物をマイクロ波で溶融するマイクロ波溶融装置に係り、
特に、放射性焼却灰、スラッジ等をマイクロ波で溶融し
均一な溶融体を作るのに好適なマイクロ波溶融装置に関
する。
液状、粉状、塊状等の放射性廃棄物の溶融固化方法は、
これら廃棄物の増加に伴って種々研究され、提案されて
いる。その中で、マイクロ波溶融装置は、短時間に溶融
可能なこと、放射能汚染管理が容易なこと、放射能汚染
区域に設置する装置が少なくしかも可動部が少ないこと
、それらのためにメンテナンスが容易なことなどの利点
を持っている。
これら廃棄物の増加に伴って種々研究され、提案されて
いる。その中で、マイクロ波溶融装置は、短時間に溶融
可能なこと、放射能汚染管理が容易なこと、放射能汚染
区域に設置する装置が少なくしかも可動部が少ないこと
、それらのためにメンテナンスが容易なことなどの利点
を持っている。
従来のマイクロ波溶融装置の原理的構造を第５図に示す
。図において、１は図示しないマイクロ波発振装置から
のマイクロ波を導入するマイクロ波導入口、２は共振空
洞部、３は溶融装置を共振させるためのマツチング機構
、４は被加熱物の投入口、５は被加熱物の分解ガスを排
出する排出口、６は溶融炉、７は共振空洞部２と溶融炉
６とを接続するフランジである。
。図において、１は図示しないマイクロ波発振装置から
のマイクロ波を導入するマイクロ波導入口、２は共振空
洞部、３は溶融装置を共振させるためのマツチング機構
、４は被加熱物の投入口、５は被加熱物の分解ガスを排
出する排出口、６は溶融炉、７は共振空洞部２と溶融炉
６とを接続するフランジである。
この種の従来装置においては、被加熱物の加熱温度を均
一にするために、溶融炉６のマイクロ波電界パターンと
して、点対称なＴＭｏ１モードを一般に使用しており、
ＴＭｏ□モードで共振させる調整は、マツチング機構３
の上下により行なう。
一にするために、溶融炉６のマイクロ波電界パターンと
して、点対称なＴＭｏ１モードを一般に使用しており、
ＴＭｏ□モードで共振させる調整は、マツチング機構３
の上下により行なう。
この従来型のマイクロ波溶融装置は、ＴＭ、１モードで
共振させているので、溶融炉６と共振空洞部２の内径が
マイクロ波周波数により限定され、任意に選定できない
欠点がある。例えば、マイクロ波周波数９１５ Ｍ Ｈ
ｚの場合、ＴＭ、、モードで共振させるためには、溶融
炉６および共振空洞部２の内径を３１８ｍより小さくか
つ１９２．５ｎｙ＋＋より大きくする必要がある。
共振させているので、溶融炉６と共振空洞部２の内径が
マイクロ波周波数により限定され、任意に選定できない
欠点がある。例えば、マイクロ波周波数９１５ Ｍ Ｈ
ｚの場合、ＴＭ、、モードで共振させるためには、溶融
炉６および共振空洞部２の内径を３１８ｍより小さくか
つ１９２．５ｎｙ＋＋より大きくする必要がある。
これに対し、溶融炉６で放射性廃棄物等を溶融固化した
後に、溶融炉６そのものをキャニスタまたはるつぼの様
な保管容器として使いたい場合、必ずしも上記寸法を選
定できないこともある。そうすると、溶融炉６内の温度
が不均一になり、被溶融物中に未溶融部分が残り易い欠
点があった。
後に、溶融炉６そのものをキャニスタまたはるつぼの様
な保管容器として使いたい場合、必ずしも上記寸法を選
定できないこともある。そうすると、溶融炉６内の温度
が不均一になり、被溶融物中に未溶融部分が残り易い欠
点があった。
このような未溶融部分が溶融同化体の中に存在すると、
溶融同化体から放射性物質が浸出する慣れがある。
溶融同化体から放射性物質が浸出する慣れがある。
従来は、この欠点を避けるために、溶融炉を回転し均一
に加熱する方法が採られていたが、回転機構が複雑なこ
とやマイクロ波共振空洞部と溶融炉のシール部分に回転
に伴いマイクロ波の漏れが生ずること等が問題になって
いた。
に加熱する方法が採られていたが、回転機構が複雑なこ
とやマイクロ波共振空洞部と溶融炉のシール部分に回転
に伴いマイクロ波の漏れが生ずること等が問題になって
いた。
更に、被加熱物中に部分的にマイクロ波を消費する部分
があると、その部分に溶融が生じ、溶融面が形成されて
マイクロ波を反射し、それより内部にマイクロ波が透過
せず、深部まで溶融することができない場合もあり、均
一な溶融体が得られない欠点があった。
があると、その部分に溶融が生じ、溶融面が形成されて
マイクロ波を反射し、それより内部にマイクロ波が透過
せず、深部まで溶融することができない場合もあり、均
一な溶融体が得られない欠点があった。
本発明の目的は、これらの従来装置にあった種々の欠点
を解消することであり、具体的には、溶融炉の内径を任
意に選定可能でしかも被加熱物を未溶融部分のない均一
な溶融固化体に形成できるマイクロ波溶融装置を提供す
ることである。
を解消することであり、具体的には、溶融炉の内径を任
意に選定可能でしかも被加熱物を未溶融部分のない均一
な溶融固化体に形成できるマイクロ波溶融装置を提供す
ることである。
本発明は、上記目的を達成するために、従来のマイクロ
波溶融装置に商用交流通電用電極を並設し、マイクロ波
溶融により比抵抗が低下して通電可能となった被加熱物
を通電加熱することにより、完全な溶融体とすることに
ある。この通電加熱手段としては、複数本の電極を溶融
炉上部から出し入れ自在に挿入できる構成を採用しても
よいし、円形の溶融炉そのものを一方の電極とし、他方
の電極を溶融炉上部から出し入れ自在に挿入できる構成
とすることも可能である。
波溶融装置に商用交流通電用電極を並設し、マイクロ波
溶融により比抵抗が低下して通電可能となった被加熱物
を通電加熱することにより、完全な溶融体とすることに
ある。この通電加熱手段としては、複数本の電極を溶融
炉上部から出し入れ自在に挿入できる構成を採用しても
よいし、円形の溶融炉そのものを一方の電極とし、他方
の電極を溶融炉上部から出し入れ自在に挿入できる構成
とすることも可能である。
本発明によれば、通電用電極を溶融炉の上部から出し入
れ自在に構成しであるため、溶融終了後電極を引き抜い
て、溶融炉そのものをキャニスタまたはるつぼの様な保
存容器として使うことができる。更に、前述の理由で、
炉内底部に未溶融部分が生ずる場合があったり、溶融面
が上方に移るに従って、一旦溶融した内部の温度が下が
り固まる部分が生じ、電極を内部まで挿入できなかった
り、挿入しても被加熱物の比抵抗が大き過ぎ、通電加熱
が不可能となる場合があっても、溶融炉上面は必ず溶融
状態にあり、電極挿入並びに通電が可能で、一旦通電加
熱を始めれば昇温しでその下部も熱伝導により昇温し、
順次電極を内部に挿入でき、全体を均一加熱することが
可能となり、未溶融部分から放射性物質が浸出する惧れ
をなくすことができる。
れ自在に構成しであるため、溶融終了後電極を引き抜い
て、溶融炉そのものをキャニスタまたはるつぼの様な保
存容器として使うことができる。更に、前述の理由で、
炉内底部に未溶融部分が生ずる場合があったり、溶融面
が上方に移るに従って、一旦溶融した内部の温度が下が
り固まる部分が生じ、電極を内部まで挿入できなかった
り、挿入しても被加熱物の比抵抗が大き過ぎ、通電加熱
が不可能となる場合があっても、溶融炉上面は必ず溶融
状態にあり、電極挿入並びに通電が可能で、一旦通電加
熱を始めれば昇温しでその下部も熱伝導により昇温し、
順次電極を内部に挿入でき、全体を均一加熱することが
可能となり、未溶融部分から放射性物質が浸出する惧れ
をなくすことができる。
次に、第１図〜第４図を参照して、本発明の実施例を詳
しく説明する。
しく説明する。
第１図は本発明によるマイクロ波溶融装置の一実施例の
原理的構造を示す縦断面図である。第５図の従来装置と
同一機能を果す部分には同一番号を付して、説明を省略
する。図において、８は一般的に共振空洞部２とは異な
る内径の溶融炉、９は商用交流通電用電極、１０は通電
用電極９の挿入機構、１１は通電用電極９とマツチング
機構３とを絶縁する絶縁体である。図では、中間を省略
しであるが、通電用電極９は、溶融炉８内の被加熱物内
に達する長さを有する。
原理的構造を示す縦断面図である。第５図の従来装置と
同一機能を果す部分には同一番号を付して、説明を省略
する。図において、８は一般的に共振空洞部２とは異な
る内径の溶融炉、９は商用交流通電用電極、１０は通電
用電極９の挿入機構、１１は通電用電極９とマツチング
機構３とを絶縁する絶縁体である。図では、中間を省略
しであるが、通電用電極９は、溶融炉８内の被加熱物内
に達する長さを有する。
このような構造のマイクロ波溶融装置では、まず被加熱
物を投入口４から溶融炉８内に投入する。
物を投入口４から溶融炉８内に投入する。
次に、図示しないマイクロ波溶融装置から電送線路を経
由してマイクロ波電力をマイクロ波導入口１に印加し、
溶融炉８内の被加熱物を加熱する。
由してマイクロ波電力をマイクロ波導入口１に印加し、
溶融炉８内の被加熱物を加熱する。
その際、被加熱物からの分解ガスは、排出口５から排出
する。溶融炉８の形状は任意の寸法であるために、多モ
ードで共振する。共振モードは、溶融体の高さや溶融体
物性により種々に変化するから、マツチング機構３や図
示しない電送路中に設けた整合素子で整合させる。その
結果、ＴＭｏ□モードで共振できた場合は従来と特に変
わったところがない。一方、ＴＭｏ１モード以外で共振
した場合は、不均一に昇温するので、未溶融部分を含む
溶融体ができる。被加熱物を連続的に投入し、未溶融部
分を含む溶融体が所定の高さになったら。
する。溶融炉８の形状は任意の寸法であるために、多モ
ードで共振する。共振モードは、溶融体の高さや溶融体
物性により種々に変化するから、マツチング機構３や図
示しない電送路中に設けた整合素子で整合させる。その
結果、ＴＭｏ□モードで共振できた場合は従来と特に変
わったところがない。一方、ＴＭｏ１モード以外で共振
した場合は、不均一に昇温するので、未溶融部分を含む
溶融体ができる。被加熱物を連続的に投入し、未溶融部
分を含む溶融体が所定の高さになったら。
マイクロ波電力による加熱を停止する。
次の段階として、通電用電極挿入装置１０を用い、未溶
融部分を含む溶融体上面に通電用電極９を挿入し、溶融
炉８との間に商用交流を印加して通電加熱する。通常、
溶融体上面は、マイクロ波加熱により、約８００〜１２
ｏＯ℃に達しているので、被加熱物が誘電体であっても
、導電物になっており、通電する。即ち、加熱前の被加
熱物は、比抵抗が大略１０１０〜１０２０Ω■と大きく
、通電が不可能であるが、１０００℃程度に昇温すると
、比抵抗が１０”〜１０−１Ωロ程度に低下し、通電が
可能となり、抵抗熱により昇温できる。しかし、万一通
電しない場合は１通電用助剤を加えて通電させてもよい
。通電加熱は未溶融部分を含まない溶融体ができるまで
継続する。上面が完了したら、通電用電極９の挿入深さ
を深くして、溶融体全部が完全に均一な溶融体になるま
で、通電加熱を続ける。この場合１通電用電極９はかな
りの高温になる。電極材質が高温に耐えられなければ、
冷却機構を設けて保護してもよい。溶融炉８についても
同様である。
融部分を含む溶融体上面に通電用電極９を挿入し、溶融
炉８との間に商用交流を印加して通電加熱する。通常、
溶融体上面は、マイクロ波加熱により、約８００〜１２
ｏＯ℃に達しているので、被加熱物が誘電体であっても
、導電物になっており、通電する。即ち、加熱前の被加
熱物は、比抵抗が大略１０１０〜１０２０Ω■と大きく
、通電が不可能であるが、１０００℃程度に昇温すると
、比抵抗が１０”〜１０−１Ωロ程度に低下し、通電が
可能となり、抵抗熱により昇温できる。しかし、万一通
電しない場合は１通電用助剤を加えて通電させてもよい
。通電加熱は未溶融部分を含まない溶融体ができるまで
継続する。上面が完了したら、通電用電極９の挿入深さ
を深くして、溶融体全部が完全に均一な溶融体になるま
で、通電加熱を続ける。この場合１通電用電極９はかな
りの高温になる。電極材質が高温に耐えられなければ、
冷却機構を設けて保護してもよい。溶融炉８についても
同様である。
なお、本発明は、第２図に示す単数の通電用電極で実現
可能であるが、第３図または第４図に示す複数の通電用
電極を用いてより均一に加熱してもよい。また、マイク
ロ波加熱と通電加熱とを同時に実行できるのは勿論であ
る。
可能であるが、第３図または第４図に示す複数の通電用
電極を用いてより均一に加熱してもよい。また、マイク
ロ波加熱と通電加熱とを同時に実行できるのは勿論であ
る。
本発明によれば、次の効果が得られる。
（１）被加熱物を溶融後に、溶融炉そのものを保存容器
として使うような場合、マイクロ波溶融炉の内径を任意
に選定できる。
として使うような場合、マイクロ波溶融炉の内径を任意
に選定できる。
（２） マイクロ波加熱だけでは、未溶融部分が残る
可能性があったが・、通電加熱を併用するので、均一な
溶融体が得られる。
可能性があったが・、通電加熱を併用するので、均一な
溶融体が得られる。
（３）廃棄物中に金属または熱還元物等があっても、溶
融炉の底面に沈殿するから、通電用電極間および通電用
電極と溶融炉との間で短絡を生ずることなく、被加熱物
を安全に溶融固化できる。
融炉の底面に沈殿するから、通電用電極間および通電用
電極と溶融炉との間で短絡を生ずることなく、被加熱物
を安全に溶融固化できる。
（４）通電用電極を溶融炉上部より出し入れできるよう
にしであるため、被加熱物の状況にかかわらず、内部に
電極を完全に挿入でき、全体を均一加熱できると共に、
溶融完了後には電極を引き抜き、次のキャニスタによる
加熱に利用することが可能となり、効率的である。
にしであるため、被加熱物の状況にかかわらず、内部に
電極を完全に挿入でき、全体を均一加熱できると共に、
溶融完了後には電極を引き抜き、次のキャニスタによる
加熱に利用することが可能となり、効率的である。
第１図は本発明によるマイクロ波溶融装置の一実施例の
原理的構造を示す縦断面図、第２図は第１図実施例の単
数の通電用電極の配置を示す模式図、第３図および第４
図は同じく複数の通電用電極の配置を示す模式図、第５
図は従来のマイクロ波溶融装置の一例の原理的構造を示
す縦断面図である。 １・・・マイクロ波導入口、２・・・共振空洞部、３・
・・マツチング機構、４・・・被加熱物投入口、５・・
・分解ガス排出口、６・・・従来の溶融炉。 ７・・・フランジ、８・・・本発明の溶融炉、９・・・
商用文流通′准用電極、 １０・・通電用電極挿入機構、１１・・絶縁体。
原理的構造を示す縦断面図、第２図は第１図実施例の単
数の通電用電極の配置を示す模式図、第３図および第４
図は同じく複数の通電用電極の配置を示す模式図、第５
図は従来のマイクロ波溶融装置の一例の原理的構造を示
す縦断面図である。 １・・・マイクロ波導入口、２・・・共振空洞部、３・
・・マツチング機構、４・・・被加熱物投入口、５・・
・分解ガス排出口、６・・・従来の溶融炉。 ７・・・フランジ、８・・・本発明の溶融炉、９・・・
商用文流通′准用電極、 １０・・通電用電極挿入機構、１１・・絶縁体。
Claims (1)
- マイクロ波導入口とマッチング機構とを具備し一端を開
放された共振空洞部と、該共振空洞部の開放端部に接続
され被加熱物を収容する溶融炉と、該共振空洞部の上部
から該溶融炉の被加熱物内に挿入・引出し自在の少なく
とも１本の通電用電極と、該通電用電極間または該通電
用電極と該溶融炉間に電力を供給する通電用電源とから
なることを特徴とするマイクロ波溶融装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60238516A JPS6298593A (ja) | 1985-10-24 | 1985-10-24 | マイクロ波溶融装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60238516A JPS6298593A (ja) | 1985-10-24 | 1985-10-24 | マイクロ波溶融装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6298593A true JPS6298593A (ja) | 1987-05-08 |
Family
ID=17031413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60238516A Pending JPS6298593A (ja) | 1985-10-24 | 1985-10-24 | マイクロ波溶融装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6298593A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59195540A (ja) * | 1983-04-18 | 1984-11-06 | Mitsui Touatsu Kiko Kk | ガラス質粉体の溶融固化装置 |
-
1985
- 1985-10-24 JP JP60238516A patent/JPS6298593A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59195540A (ja) * | 1983-04-18 | 1984-11-06 | Mitsui Touatsu Kiko Kk | ガラス質粉体の溶融固化装置 |
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