(57)【要約】【課題】ガラス溶融炉内の溶融物が流動性のある高温状態において、ガラス溶融炉内に存在する異物を回収する。【解決手段】ガラス溶融炉１の炉本体３の天井部に貫通形成された原料投入口１１に設けられた管台１２と、管台１２の上端に着脱可能に取り付けられた取付管２１と、取付管２１に炉本体３内の溶融された原料内の異物を回収するために設けられた回収手段２２とを備え、回収手段２２は、取付管２１に挿通された棒部３６と、棒部３６の下端に設けられ、異物を把持するハンド部３７と、棒部３６の上端に設けられ、取付管２１の上方に配置された操作部３８と、ハンド部３７と操作部３８との間に介設され、操作部３８によってハンド部３７を開閉操作するリンク機構３９とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス溶融炉の炉本体の天井部に貫通形成された原料投入口に設けられた管台と、該管台の上端に着脱可能に取り付けられた取付管と、該取付管に上記炉本体内の溶融された原料内の異物を回収するために設けられた回収手段とを備え、
該回収手段は、上記取付管に挿通された棒部と、該棒部の下端に設けられ、異物を把持するハンド部と、上記棒部の上端に設けられ、上記取付管の上方に配置された操作部と、上記ハンド部と上記操作部との間に介設され、上記操作部によって上記ハンド部を開閉操作するリンク機構とを有することを特徴とするガラス溶融炉の炉内異物回収装置。
【請求項２】
上記ハンド部は、上記棒部の下端に近接・離反可能に設けられた一対の把持爪と、該把持爪の先端にそれぞれ回動可能に取り付けられ、異物を挟持する挟持板とを有する請求項１に記載のガラス溶融炉の炉内異物回収装置。
【請求項３】
上記管台に上方から下方に挿通させて着脱可能に取り付けられ、下端が上記炉本体の天井部内面よりも下方の上記炉本体内まで延出された保護管を備え、該保護管に上記回収手段の棒部が挿通される請求項１又は２に記載のガラス溶融炉の炉内異物回収装置。
【請求項４】
上記管台に上方から下方に挿通させて着脱可能に取り付けられ、下端が上記炉本体の天井部内面よりも下方の上記炉本体内まで延出された保護管を備え、
該保護管に上記回収手段の棒部が挿通され、
上記保護管の下端に、上記挟持板で挟持した異物を引き上げる際にその異物の一部が当たって、異物を回転させて上記保護管を通るようにするための段差部を形成した請求項２に記載のガラス溶融炉の炉内異物回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス溶融炉内に存在する異物を回収するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス溶融炉においては、炉本体内に対向配置された電極の間に原料を供給し、原料又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、原料の溶融を行うようにしている。炉本体の底部には導電性材料からなる流下ノズルが配置されており、流下ノズルを誘導加熱することにより高温状態として溶融物を流下ノズルを通じて流下させ、溶融物を炉本体内から流下ノズルの直下に配置したキャニスタ内へと流出させる。上記原料としては、例えば高レベル放射性廃棄物（廃液）の固化処理に用いられるガラスが挙げられる。上記のようなガラス溶融炉は例えば特許文献１及び２等に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−５７９１号公報
【特許文献２】特開平９−８０１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ガラス溶融炉の運転中に壁部を構成する耐火材等の破片（以下異物という）が炉本体内の溶融物に混入して、その異物が流下ノズルの流下孔を塞ぐ事態が生じた場合には、炉本体内の溶融物を流下ノズルを通じて流出させることが困難になる。従来、このような事態に至った場合には、炉本体内の溶融物をできる限り流下ノズルを通じて抜き出して、その後、炉本体内に残留し固まった溶融物をはつり装置等ではつってから、炉本体内の異物の除去を行っていた。しかしながら、異物によって流下ノズルの流下孔が閉塞され、炉本体内の溶融物を流下ノズルを通じて抜き出せない場合は、大量の溶融物が炉本体内に残るため、炉本体内に残留し固まった溶融物をはつる作業が膨大になり多大な労力を要することになる。そのため、ガラス溶融炉内の溶融物が流動性のある高温状態において、ガラス溶融炉内で流下ノズルの流下孔を塞いでいる異物を回収することが求められている。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、ガラス溶融炉内の溶融物が流動性のある高温状態において、ガラス溶融炉内に存在する異物を回収することができる炉内異物回収装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、ガラス溶融炉の炉本体の天井部に貫通形成された原料投入口に設けられた管台と、該管台の上端に着脱可能に取り付けられた取付管と、該取付管に上記炉本体内の溶融された原料内の異物を回収するために設けられた回収手段とを備え、該回収手段は、上記取付管に挿通された棒部と、該棒部の下端に設けられ、異物を把持するハンド部と、上記棒部の上端に設けられ、上記取付管の上方に配置された操作部と、上記ハンド部と上記操作部との間に介設され、上記操作部によって上記ハンド部を開閉操作するリンク機構とを有するものである。
【０００７】
ここで、上記ハンド部は、上記棒部の下端に近接・離反可能に設けられた一対の把持爪と、該把持爪の先端にそれぞれ回動可能に取り付けられ、異物を挟持する挟持板とを有しても良い。
【０００８】
また、上記管台に上方から下方に挿通させて着脱可能に取り付けられ、下端が上記炉本体の天井部内面よりも下方の上記炉本体内まで延出された保護管を備え、該保護管に上記回収手段の棒部が挿通されても良い。
【０００９】
また、上記管台に上方から下方に挿通させて着脱可能に取り付けられ、下端が上記炉本体の天井部内面よりも下方の上記炉本体内まで延出された保護管を備え、該保護管に上記回収手段の棒部が挿通され、上記保護管の下端に、上記挟持板で挟持した異物を引き上げる際にその異物の一部が当たって、異物を回転させて上記保護管を通るようにするための段差部を形成しても良い。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ガラス溶融炉内の溶融物が流動性のある高温状態において、ガラス溶融炉内に存在する異物を回収することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る炉内異物回収装置を適用したガラス溶融炉の側断面図である。
【図２】図２は、取付管及び回収手段の平面図である。
【図３】図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視図である。
【図４】図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線矢視図である。
【図５】図５は、保護管の平面図である。
【図６】図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線矢視図である。
【図７】図７（ａ）から図７（ｃ）は、炉内異物回収装置の設置の一例を説明するための概略図である。
【図８】図８（ａ）から図８（ｃ）は、異物回収方法の一例を説明するための概略図である。
【図９】図９（ａ）から図９（ｄ）は、異物回収方法の一例を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態に係るガラス溶融炉１は、上下方向中間部から下方に向かって開口断面が小さくなる溶融空間２を有する炉本体３を有し、溶融空間２内に溶融物Ｇを貯留するようになっている。炉本体３は、炉本体３の内壁をなす耐火材（耐火レンガ）４と、耐火材４を取り囲むように配設された断熱材５と、これら耐火材４及び断熱材５を収容するケーシング６とで主に構成されている。
【００１４】
炉本体３内には、炉本体３の側壁部（耐火材４、断熱材５及びケーシング６）を貫通して一対の主電極７が対向配置されている。また、炉本体３（溶融空間２）の底部には、底部電極８と、炉本体３内の溶融物Ｇを炉本体３外へと流下させるための流下ノズル９と、流下ノズル９を周方向に取り囲む誘導加熱コイル１０とが設けられている。
【００１５】
また、本実施形態では、炉本体３の天井部に、流下ノズル９の鉛直上方に位置させて原料投入口１１が貫通形成されており、この原料投入口１１に管台１２が設けられる。この管台１２には、通常は原料となるガラス及び廃液を炉本体３内に供給するための原料供給器（図示せず）が取り付けられる。
【００１６】
このような構成からなるガラス溶融炉１では、原料供給器から炉本体３内（溶融空間２内）に供給される原料（ガラス及び廃液）を、主電極７及び底部電極８に電力を供給することにより溶融させ、さらに、誘導加熱コイル１０に電力を供給することによって、溶融物Ｇを流下ノズル９を通じて流下させるようになっている。
【００１７】
ここで、ガラス溶融炉１の運転中に壁部を構成する耐火材４等の破片（異物）が炉本体３内の溶融物Ｇに混入した場合には、溶融空間２が上下方向中間部から下方に向かって開口断面が小さくなるように形成されているため、異物に下方中央部へと移動させる力が働き、異物が流下ノズル９の流下孔よりも大きいと、異物が流下ノズル９の流下孔を閉塞する事態に至ると考えられる。このように異物が流下ノズル９の流下孔を閉塞する事態に至った場合に、ガラス溶融炉１内（炉本体３内）で流下ノズル９の流下孔を塞いでいる異物を回収する必要が生じるのである。
【００１８】
次に、本実施形態に係る炉内異物回収装置について説明する。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態に係る炉内異物回収装置２０は、管台１２の上端に着脱可能に取り付けられた取付管２１と、取付管２１に炉本体３内の溶融物Ｇ内（溶融された原料内）の異物を回収するために設けられた回収手段２２と、管台１２に上方から下方に挿通させて着脱可能に取り付けられ、下端が炉本体３の天井部内面よりも下方の炉本体３内（溶融空間２内）まで延出された保護管２３とを備えている。
【００２０】
図２から図４に示すように、取付管２１は、管台１２の上方に延出する管本体２４と、管本体２４の下部に設けられた下部フランジ２５と、管本体２４の上部に設けられた蓋部材２６とから主に構成されている。管本体２４には分岐管２７が取り付けられており、その分岐管２７の先端に覗き窓２８が装着されている。
【００２１】
下部フランジ２５には、後述する保護管２３の取付ボルト５８のヘッド部分が挿通され得る穴２９（図２参照）と、後述する保護管２３のシャッター開閉バー５６が挿通され得る切り欠き３０（図２参照）と、取付管２１を保護管２３に固定するための取付ボルト３１（図３参照）とが設けられている。取付ボルト３１には上方に延出する延出部材３２が設けられており、その延出部材３２の上端に、マニピュレータ（図示せず）を用いて取付ボルト３１を締め付けるためのハンドル３３が設けられている。
【００２２】
蓋部材２６の上部には、回収手段２２が挿通されるスリーブ３４が設けられており、スリーブ３４には長手方向に延出するキー溝３５（図３及び図４参照）が設けられている。キー溝３５は、周方向に間隔を隔てて複数設けられている（図４参照）。スリーブ３４の内周と後述する回収手段２２の棒部３６の外周との間には所定の隙間が設けられており（図４参照）、回収手段２２をスリーブ３４の上端内縁を支点として所定角度θ（例えば４度）だけ回動できるようになっている（図１参照）。また、スリーブ３４は、回収手段２２の下降を規制するストッパの役割も果たす。
【００２３】
図２及び図３に示すように、回収手段２２は、取付管２１の管本体２４及びスリーブ３４に挿通された棒部３６と、棒部３６の下端に設けられ、異物を把持するハンド部３７と、棒部３６の上端に設けられ、取付管２１の上方に配置された操作部３８と、ハンド部３７と操作部３８との間に介設され、操作部３８によってハンド部３７を開閉操作するリンク機構３９とを有する。
【００２４】
棒部３６は筒状に形成されており、棒部３６の下端には支持部材４０が接続されている。棒部３６の外周には、取付管２１のスリーブ３４に設けたキー溝３５に係合し得るキー４１が長手方向に沿って設けられている。本実施形態では、キー４１は棒部３６の上部と下部とにそれぞれ設けられている。棒部３６の上部に設けたキー４１は、その上部のキー４１が取付管２１のキー溝３５に係合する回収手段２２の下降時に、回収手段２２の長手方向軸回りの回転を規制するようになっている。一方、棒部３６の下部に設けたキー４１は、その下部のキー４１が取付管２１のキー溝３５に係合する回収手段２２の上昇時に、回収手段２２の長手方向軸回りの回転を規制するようになっている。キー４１を取付管２１に設けたキー溝３５から抜いたときには、棒部３６を長手方向軸回りに回転させてキー４１が係合するキー溝３５を変更することで、回収手段２２のハンド部３７の向きを変えることができる。また、支持部材４０は回収手段２２の上昇を規制するストッパ及び取付管２１からの抜け止めの役割も果たす。棒部３６の上端にはフランジ４２が設けられており、フランジ４２には、天井クレーンＣのフック（図７（ｂ）参照）が係合するための吊りベール４３が設けられている。吊りベール４３は、マニピュレータによる操作部３８の操作を妨げないように、フランジ４２に起倒可能に取り付けられている。
【００２５】
ハンド部３７は、棒部３６の下端に近接・離反可能に設けられた一対の把持爪４４と、把持爪４４の先端にそれぞれ回動可能に取り付けられ、異物を挟持する挟持板４５とを有する。把持爪４４は、棒部３６の下端に接続された支持部材４０に回動可能に取り付けられている。挟持板４５は、例えば継手を介して把持爪４４の先端に取り付けられており、少なくとも把持面に直交する軸回りに回動可能になっている。
【００２６】
リンク機構３９は、棒部３６のフランジ４２に形成されたネジ穴４６に螺合されるネジ部４７と、ネジ部４７の下端に同軸回りに回転可能に連結された軸部４８と、軸部４８の下端と把持爪４４の上端とを連結するリンク部材４９とから主に構成されている。軸部４８は棒部３６に対して回り止めがされており、ネジ部４７を回転させて長手方向に沿って移動させることで、軸部４８を回転させることなく棒部３６の長手方向に沿って移動させることが可能になっている。軸部４８を上方に移動させることでリンク部材４９が上方に引っ張られて、把持爪４４が近接され（閉じられ）、軸部４８を下方に移動させることでリンク部材４９が下方に押されて、把持爪４４が離反される（開かれる）ようになっている。
【００２７】
操作部３８は、リンク機構３９のネジ部４７の上端に接続されたハンドル５０を有しており、ハンドル５０には、マニピュレータが係合するためのベール５１が設けられている。
【００２８】
図５及び図６に示すように、保護管２３は、管台１２に挿通される管本体５２と、管本体５２の上部に設けられたフランジ５３とから主に構成されている。保護管２３の管本体５２の下端には、回収手段２２の挟持板４５で挟持した異物を引き上げる際にその異物の一部が当たって、異物を回転させて保護管２３を通るようにするための段差部５４（図６参照）が形成されている。管本体５２の下端を段違い構造とすることにより、管本体５２の下端に段差部５４を形成している。
【００２９】
フランジ５３には、保護管２３の上部開口を開閉するシャッター５５が設けられており、シャッター５５には、マニピュレータが係合するためのシャッター開閉バー５６が設けられている。また、フランジ５３には、天井クレーンＣのフックが係合するための吊りベール５７（図５参照）と、保護管２３を管台１２に結合するための取付ボルト５８と、取付管２１の取付ボルト３１が螺合されるボルト穴５９（図５参照）と、シャッター開閉バー５６が挿通され得る切り欠き６０（図５参照）とが設けられている。
【００３０】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００３１】
まず、炉内異物回収装置の設置の一例を図７を用いて説明する。
【００３２】
炉本体３周囲は作業者が近付けない雰囲気であるので、取付管２１、回収手段２２及び保護管２３の搬送、回収手段２２の昇降は、遠隔操作可能な天井クレーンＣを用いて行い、回収手段２２のハンド部３７の開閉は、遠隔操作可能なマニピュレータを用いて行うことになる。
【００３３】
本実施形態では、炉本体３内の溶融物Ｇを冷やして固化させた後、天井クレーンＣ及びマニピュレータを用いて、原料供給器を管台１２から取り外す。その後、天井クレーンＣのフックを保護管２３の吊りベール５７に係合させて、天井クレーンＣを用いて保護管２３を吊り上げ、図７（ａ）に示すように、マニピュレータを用いて保護管２３を炉本体３に設けた管台１２に設置（固定）する。保護管２３を管台１２に設置したならば、保護管２３のシャッター５５を閉じた状態で炉本体３内の溶融物Ｇを加熱して再び溶融させた後、天井クレーンＣのフックを回収手段２２の吊りベール４３に係合させて、図７（ｂ）に示すように、天井クレーンＣを用いて回収手段２２及び取付管２１を吊り上げ、図７（ｃ）に示すように、マニピュレータを用いて取付管２１を保護管２３上に設置（固定）する。そして、マニピュレータを用いて保護管２３のシャッター５５を開いた後に、回収手段２２による異物回収を行うこととなる。
【００３４】
次に、異物回収方法の一例を図８及び図９を用いて説明する。
【００３５】
まず、取付管２１を保護管２３上に固定した状態で、天井クレーンＣのフックを回収手段２２の吊りベール４３に係合させて、天井クレーンＣを用いて回収手段２２を炉本体３内の流下ノズル９に向けて下降させる。回収手段２２のハンド部３７が流下ノズル９近傍に達したならば、マニピュレータを用いて回収手段２２の操作部３８（ハンドル５０）を操作してハンド部３７の把持爪４４を近接させる（閉じさせる）。そして、ハンド部３７の把持爪４４を閉じた状態で、天井クレーンＣを用いて回収手段２２を上昇させる。
【００３６】
図８（ａ）に示すように、ハンド部３７の挟持板４５が異物Ａの中心を挟み込んでいる場合には、図８（ｂ）に示すように、異物Ａを保護管２３内まで吊り上げ、図８（ｃ）に示すように、そのまま異物Ａを取付管２１内まで吊り上げることができる。異物Ａを取付管２１内に回収できたか否かは覗き窓２８から確認する。
【００３７】
他方、図９（ａ）に示すように、ハンド部３７の挟持板４５が異物Ａの中心からずれた箇所を挟み込んでいる場合には、図９（ｂ）に示すように、異物Ａを保護管２３下端まで吊り上げると、保護管２３の管本体５２下端の段差部５４に異物Ａが当たり、図９（ｃ）に示すように、保護管２３の管本体５２下端の段差部５４に当たった状態で異物を吊り上げると、異物Ａ及び挟持板４５が保護管２３の管本体５２下端（段差部５４）を支点として回転するので、異物Ａの姿勢を保護管２３の管本体５２を通るように直すことができる。異物Ａの姿勢が直されるので、図９（ｄ）に示すように、ハンド部３７の挟持板４５が異物Ａの中心からずれた箇所を挟み込んでいる場合でも、異物Ａを取付管２１内まで吊り上げることができる。
【００３８】
そして、異物Ａを取付管２１内に回収したならば、回収手段２２のハンド部３７で異物Ａを挟み込んだ状態で、天井クレーンＣ及びマニピュレータを用いて、取付管２１及び保護管２３を炉本体３から取り外す。
【００３９】
ここで、本実施形態に係る炉内異物回収装置２０によれば、ガラス溶融炉１の炉本体３の天井部に貫通形成された原料投入口１１に設けられた管台１２と、管台１２の上端に着脱可能に取り付けられた取付管２１と、取付管２１に炉本体３内の溶融された原料内の異物を回収するために設けられた回収手段２２とを備え、回収手段２２は、取付管２１に挿通された棒部３６と、棒部３６の下端に設けられ、異物を把持するハンド部３７と、棒部３６の上端に設けられ、取付管２１の上方に配置された操作部３８と、ハンド部３７と操作部３８との間に介設され、操作部３８によってハンド部３７を開閉操作するリンク機構３９とを有するので、ガラス溶融炉１内（炉本体３内）の溶融物が流動性のある高温状態において、回収手段２２によってガラス溶融炉１内に存在する異物を回収することが可能となる。よって、異物によって流下ノズル９の流下孔が閉塞されている場合においても、回収手段２２によってガラス溶融炉１内の溶融物Ｇ中に存在する異物を回収することで、流下ノズル９の流下孔の閉塞状態を解除することができる。ガラス溶融炉１内の異物を回収することで、ガラス溶融炉１内の溶融物Ｇを流下ノズル９から流下させることができるようになるので、ガラス溶融炉１内の大量の溶融物Ｇをはつる必要がなくなる。
【００４０】
また、管台１２に上方から下方に挿通させて着脱可能に取り付けられ、下端が炉本体３の天井部内面よりも下方の炉本体３内まで延出された保護管２３を備え、保護管２３に回収手段２２の棒部３６が挿通されるので、回収手段２２によって異物を引き上げる際に異物が保護管２３内を通って引き上げられるので、引き上げられる異物によって炉本体３の内壁（耐火材４、断熱材５及びケーシング６）を傷付ける事態を回避することが可能となる。
【００４１】
また、ハンド部３７は、回収手段２２の棒部３６の下端に近接・離反可能に設けられた一対の把持爪４４と、把持爪４４の先端にそれぞれ回動可能に取り付けられ、異物を挟持する挟持板４５とを有し、また、保護管２３の下端に、挟持板４５で挟持した異物を引き上げる際にその異物の一部が当たって、異物を回転させて保護管２３を通るようにするための段差部５４を形成したので、回収手段２２のハンド部３７で把持した異物が保護管２３外にはみ出していても、異物を保護管２３内に収容する際にその保護管２３の下端の段差部５４によって異物の姿勢を保護管２３を通るように直すことができ、異物を取付管２１内へと容易に回収することが可能となる。
【符号の説明】
【００４２】
１  ガラス溶融炉
３  炉本体
１１  原料投入口
１２  管台
２０  炉内異物回収装置
２１  取付管
２２  回収手段
２３  保護管
３６  棒部
３７  ハンド部
３８  操作部
３９  リンク機構
４４  把持爪
４５  挟持板
５４  段差部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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