(57)【要約】【課題】高線量樹脂の湿式分解やセメント混練など、水分や粉体が生成する反応容器内で、目視で観察しうる、内分観察窓に関する。【解決手段】内部の液体が沸騰状態または湿潤状態である容器、あるいは、粉体を入れるホッパー、粉塵が発生する容器の内部を観察するための容器の観察窓構造において、  該観察窓は、前記容器の側面ないし上面に設けられた耐熱ガラスからなる透明窓と、  前記透明窓の外方を囲繞するとともに前記透明窓を前記容器に被蓋するための内方フランジ部を備えた筒状の窓枠体と、から構成され、  前記窓枠体の前記内方フランジ部には、外部から前記耐熱ガラスの表面に、ガラス面に平行方向から乾燥空気を導出して、均一なガス膜を形成するためのスリット状ノズルが形成されていることを特徴とする内部監察窓。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部の液体が沸騰状態または湿潤状態である容器、あるいは、粉体を入れるホッパー、粉塵が発生する容器の内部を観察するための容器の観察窓構造において、
該観察窓は、前記容器の側面ないし上面に設けられた耐熱ガラスからなる透明窓と、
前記透明窓の外方を囲繞するとともに前記透明窓を前記容器に被蓋するための内方フランジ部を備えた筒状の窓枠体と、から構成され、
前記窓枠体の前記内方フランジ部には、外部から前記耐熱ガラスの表面に、ガラス面に平行方向から乾燥空気を導出して、均一なガス膜を形成するためのスリット状ノズルが形成されていることを特徴とする内部監察窓。
【請求項２】
前記スリット状ノズルは、前記窓枠体の前記内方フランジ部に形成された断面矩形状の孔により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内部監察窓。
【請求項３】
前記孔が、前記内方フランジ部に複数個形成されていることを特徴とする請求項２に記載の内部監察窓。
【請求項４】
前記スリット状ノズルは、前記内方フランジ部の前記透明窓を囲むように形成された環状溝により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内部監察窓。
【請求項５】
容器が、湿式分解反応機およびセメント混練機であることを特徴とする請求項１に記載の内部観察窓。
【請求項６】
筒状窓枠体が、内部に中空を有する二重管構造を有し、中空部分を介してスリット状ノズルに、乾燥空気を導出することを特徴とする請求項１に記載の内部観察窓。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高線量樹脂の湿式分解やセメント混練など、水分や粉体が生成する反応容器内で、目視で観察しうる、内分観察窓に関する。
【背景技術】
【０００２】
高線量樹脂等処理技術開発のプロセスは、湿式分解反応、混練機による濃縮およびセメント固化プロセスから成っており、これらの工程が健全に進行していることを確認するために、温度や圧力、レベル等を測定するとともに、槽内の状況を画像としてモニターすることが重要となる。
【０００３】
湿式分解反応は、イオン交換樹脂等の有機性廃棄物を、過酸化水素でCO2、H2Oに分解する技術であり、ガス発生と蒸発濃縮を同時に行う。分解ガスの発生や蒸発により気泡が生じるので健全な運転の維持のために、運転員が反応機内部の状態をITV等で観察できることが好ましい。
【０００４】
従来、焼成炉などの反応容器に、ガラス等の窓板を取り付けて内部を確認することは試みられていた。しかしながら、液(水分)が存在する場合であったり、100℃の沸騰状態ではガラス内面の曇りや水滴で、観察窓から内部を鮮明に見ることが困難であった。また、セメント混練機は、粉塵等の窓板への付着が見られ、内部の観察はきわめて困難であった。
このような観察窓として、特許文献１〜４が知られている。
【０００５】
特許文献１（特開平5-215667号公報）には「防雲観測窓」に関する発明が公開されている。この特許文献１は、槽外側ガラス、槽内側ガラスおよび中間ガラスがからなり、槽外側ガラスと中間ガラス、槽内側ガラスと中間ガラスの間に加熱した乾燥ガスを流すことにより、槽外側および槽内側のガラス温度を露点より高い温度に加熱することによって、曇りを防止するものである。
【０００６】
特許文献２（特開平9-329693号公報）には、のぞき窓が付けられており、ミラーやファイバースコープを介して遮蔽箱の中のカメラに導入し、放射線ダメージを防止する工夫がされている。光学窓はミストにより曇り膜が沈着し光学窓としての機能を喪失するとされている。この対策として、この特許文献２では、案内管にミスト等が付着することによる音響振動数をセンサーで検知して、振動を加えて払い落とすものであり、本発明の目的とは全く相違する。
【０００７】
さらに、特許文献３（特開2004-93046号公報）には、焼成炉において、内部観察窓を設ける際に、透明窓部材に向けて、気体を噴きつける構成が開示されている。
また、特許文献４（実登3178056号公報）には、炉の観察窓構造が開示され、高炉内を観察窓の内側面にパージガスを反射させてから、耐熱ガラスに当てることが開示されている。
【０００８】
特許文献3は複数のノズルから窓中心部に吹き付けるものであり、本発明のスリット状ノズルとは構想的に異なっている。また、特許文献4はパージガスを筒状の窓枠面に吹き付け、反射したガスを耐熱ガラス下部にふきつけることを特徴としており、直接ガラスに吹き付けるものではない。
【０００９】
一方本発明は、ガラス面に平行な方向からガスを通風させ、ガラス面に一様なガス膜を生成させることによって、内部のガスや蒸気と遮断することを特徴としているため、発明の原理および構造が異なっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平5-215667号公報
【特許文献２】特開平9-329693号公報
【特許文献３】特開2004-93046号公報
【特許文献４】実登3178056号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１の方法を、湿式分解反応機に適用すると、水蒸気の結露は防止されると考えられるが、蒸発時の泡の発生に起因する飛沫が付着した場合、ガラス面で水分が蒸発し溶解している塩類や固形分が固着し視界が悪くなり、見えなくなることが予想される。槽内部のガスやミストが窓ガラスに接触する構造になっていることから、ミスト等が一度ついてしまうと洗浄するまで除かれることはなく視界が悪化する。
【００１２】
特許文献２は、曇りや付着の状況を確認することによる健全性を確認することであり、ミスト等の付着防止を特徴とするものではない。
内部観察窓を設ける技術は、特許文献３および４に知られているものの、いずれも、高炉など非常に高温下での反応容器についてのものであり、湿式反応容器やセメントミキサーなのどの水分が存在する場合に、ミスト、結露、曇、埃などのガラス板への付着予防を示唆するものではない。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者は、ミスト等を光学窓に触れさせない機能を持たせるためにどのようにすればよいか鋭意検討した結果、透明窓に設けたスリットから乾燥空気を透明窓に吹き付けることで、内部のガスやミストの透明窓への接触を防止するが発現でき、凝縮や固形分の付着はなく鮮明な状態が維持できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１４】
本発明の構成は以下の通りである。
[1]内部の液体が沸騰状態または湿潤状態である容器、あるいは、粉体を入れるホッパー、粉塵が発生する容器の内部を観察するための容器の観察窓構造において、
該観察窓は、前記容器の側面ないし上面に設けられた耐熱ガラスからなる透明窓と、
前記透明窓の外方を囲繞するとともに前記透明窓を前記容器に被蓋するための内方フランジ部を備えた筒状の窓枠体と、から構成され、
前記窓枠体の前記内方フランジ部には、外部から前記耐熱ガラスの表面に、ガラス面に平行方向から乾燥空気を導出して、均一なガス膜を形成するためのスリット状ノズルが形成されていることを特徴とする内部監察窓。
【００１５】
[2]前記スリット状ノズルは、前記窓枠体の前記内方フランジ部に形成された断面矩形状の孔により形成されている[1]の内部監察窓。
[3]前記孔が、前記内方フランジ部に複数個形成されている[2]の内部監察窓。
[4]前記スリットは、前記内方フランジ部の前記透明窓を囲むように形成された環状溝により形成されている[1]の内部監察窓。
[5]容器が、湿式分解反応機およびセメント混練機である[1]の内部観察窓。
[6]筒状窓枠体が、内部に中空を有する二重管構造を有し、中空部分を介してスリット状ノズルに、乾燥空気を導出する[1]の内部観察窓。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、透明窓に、均一にスリット状ノズルから空気を吹き付けるための機能を有し、乾燥空気等を流すことにより、内部の水蒸気やガスが透明窓に接触しない状態を達成できる。その結果、沸騰状態や湿潤状態、粉塵が発生する環境下で、反応槽等の内部状況をクリアにモニタリング可能とするための観察窓を提供できる。さらに本発明によれば、高線量廃棄物の湿式分解処理における反応容器の内部観察が可能になる。また、セメント混練機にも取り付け可能であり混練状況をITV等で観測が可能になり、運転の信頼性が向上する。
【００１７】
高線量樹脂等処理技術開発のプロセスは、湿式分解反応、混練機による濃縮およびセメント固化から成っている。これらの工程が健全に進行していることを確認するために、温度や圧力、レベル等を測定することで健全性を確認している。これらに加えて、槽内の状況を画像としてモニターすることにより、反応状況の変化や混練状況の変化を画像としてとらえることは、異常を事前に察知するためには重要であり、プラントの健全な運転維持に高く貢献するために、技術的意義は大きい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る観察窓の概略断面図を示す。
【図２】本発明の実施例で使用した乾燥空気の吹き付け用スリット状ノズルを有する観察窓の写真を示す。
【図３】実施例で評価した、スリット状乾燥空気をノズルから噴出させた観察窓から見た反応容器内の様子を示す。
【図４】乾燥空気を流さない透明窓から見た反応容器内の様子を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の観察窓について説明する。
本発明で使用される容器は、内部の液体が沸騰状態または湿潤状態である容器、あるいは、粉体を入れるホッパー、粉塵が発生する容器である。
【００２０】
具体的には、高線量樹脂廃棄物の湿式分解処理容器や、セメント混練機、ホッパーや溶融混練機、粉砕機、濃縮器、反応機などの容器内部の観察窓および照明に本発明は適用できる。
観察窓は、前記容器の内部を観察するという観点で容器の側面、斜め上面ないし上面に設けられる。
【００２１】
［観察窓］
観察窓は、耐熱ガラスからなる透明窓と、前記透明窓の外方を囲繞するとともに前記透明窓の容器に被蓋するための内方フランジ部を備えた筒状の窓枠体と、から構成され、前記透明窓を通して、内部を観察できるようになっている。
【００２２】
前記窓枠体は、通常は、SUSなどの金属製のものが使用される。かかる窓枠体の前記内方フランジ部には、外部から前記耐熱ガラスの表面に、乾燥空気を導出するためのスリット状ノズルが形成されている。スリット形状としては、断面矩形状の孔であることが好ましい。
【００２３】
また、前記スリット状ノズルは、前記内方フランジ部に複数個のガス供給孔形成されている。ガス供給孔の配置は適宜選択され、特に制限されるものではなく、たとえば対角するように配置してもよく、また、等間隔で配置してもよい。
【００２４】
前記スリット状ノズルは、前記内方フランジ部の前記透明窓を囲むように形成された環状溝により形成されていてもよい。
スリットの大きさとしては、1〜2mmの隙間であればよい。
【００２５】
前記窓枠体には、外部から前記耐熱ガラスの表面にスリット状ノズルを経て乾燥空気を導出するための空気通路が形成され、スリット状ノズルから乾燥空気が噴出される。
スリット状ノズルは、耐熱ガラスの表面に、ガラス面に平行方向から乾燥空気を導出して、均一なガス膜を形成する。
【００２６】
乾燥空気量は、結露や埃などの付着を防ぐ量であれば特に制限されるものでなく、ガラス板の大きさや窓の形状に応じて適宜選択される。本発明では、ガラス面内側に境膜を形成してなることが好ましく、通常50〜5000L/hr、好ましくは200〜1000L/hrの範囲にある。
【００２７】
このような本発明に係る観察窓の概略断面図を図１に示す。
本発明の観察窓１０は、容器内を覗くように設けられた筒状の窓枠体１１と、この窓枠体１１の開口部を被蓋する耐熱ガラス１２にて構成されている。
【００２８】
窓枠体１１は、縦長の筒状で、周囲にガス供給体２０を備えている。図示のガス供給体２０は、供給管２１と内方フランジ部２２とで構成されており、ネジなどによって、耐熱ガラス１２が内方フランジ部２２に保持される。
【００２９】
供給管２１から内方フランジ部２２に設けられたスリット状ノズル１３に乾燥空気が供給される。
このスリット状ノズル１３は、噴出した乾燥空気を窓枠体１１の内側面から耐熱ガラス１２の中心部に当てるように設置している。スリット状ノズルへのガス供給孔は、フランジ部に、単数ないし複数個設けられるが、複数設ける場合に、その個数は特に制限されない。スリット状ノズルは、円状が好ましいが、これに制限されるものではない。
【００３０】
また前記スリット状ノズルが、前記前記内方フランジ部の透明窓側に略環状に設けられていてもよい。乾燥空気は、対角したスリット状ノズルから噴出された乾燥空気が耐熱ガラス１２の中心部でぶつかるように設置される。
【００３１】
図1(b)は図１(a)の要部を拡大したものである。フランジ部のスリット状ノズル部分を拡大したものである。
ガス供給体から供給された乾燥空気は、窓枠体１１の内部を通り、スリット状ノズルから耐熱ガラス板表面に噴出される。
【００３２】
乾燥空気は、外部からスリット状ノズルへ供給されるが、直接スリット状ノズルへ供給されても、窓枠体内部に通してスリット状ノズルへ供給されてもよい。本発明では、筒状窓枠体が、内部に中空を有する二重管構造を有し、中空部分を介してスリット状ノズルに、乾燥空気を導出することが、設備点検の手間などを考えると好適である。
【００３３】
このように乾燥空気を、ガラス面に平行方向から導出して、均一なガス膜を形成すると、耐熱ガラス表面に水分や埃が付着することがないので、長期にわたりモニタリングを安定して行うことができる。
【００３４】
本発明の態様例は図示例に限られるものではなく、例えば、観察窓１０の窓枠体１１や耐熱ガラス１２の形状変更などは、本考案の要旨を変更しない範囲で自由に変更できるものである。
【００３５】
観察窓には、CCDなどのカメラの他に、レーザーレベル計、超音波計測装置、Ｘ線装置の直接線、散乱線の線量測定機、照明なども取り付け可能である。
以上の本発明は、内方フランジ部の透明窓側に乾燥空気を導出する。本発明で使用される容器では、多くの場合、乾燥空気に比べ、容器内が高い温度になるので、このような構成を採用するが、逆に、乾燥空気に比べて容器内が低温の場合には、透明窓の外側、すなわち外方フランジ部にスリット状ノズルを設け、乾燥空気を導入してもよい。
【００３６】
また、乾燥空気の代わりに水を用いて、スリット状ノズルから噴出させれば、乾燥窓を洗浄することも可能である。
本発明の容器は、通常、高線量樹脂の湿式分解反応やセメントとの混練に用いることが好適である。
【００３７】
[実施例]
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが本発明はこれらの実施例に特に制限されるものではない。
【００３８】
イオン交換樹脂等の湿式分解反応槽（容積  150L）の上部に、観察窓を設置し、湿式分解反応試験時（100℃沸騰状態）で内部の確認を行った。
観察は、反応槽には２か所に観察窓を設け、CCDカメラを取り付けた。一方の観察窓には、窓ガラス部分にスリット状に乾燥空気を吹き付ける構造を具備させ（本発明の態様）、一方の観察窓には、空気の吹き付ける構造をつけていない構成にした。
【００３９】
スリット状ノズルは、耐熱ガラスを２重管内側へ取り付けガラス保持時具で固定した。２重管の間に乾燥空気を流し先端に穴をあけて空気を噴き出す構造とした。ここにガラス面と1mm程度のクリアランスを持つように窓ガラススリットを取り付けて、一様な乾燥ガスを噴き出す構造とした。本発明の実施例で使用した乾燥空気の吹き付け用スリット状ノズルを有する観察窓として、図２のものを用意した。
湿式分解反応は、100℃で行い、乾燥空気の流量は、約500 L/hrとした。
【００４０】
（１）スリット状乾燥空気をノズルから噴出させることによって、図３(a)〜(d)に示すとおり、昇温時には、湯気の発生が確認されたが、視界が遮られることはなかった。反応中には、分解ガスの発生と、沸騰状態であるため蒸気が発生しているが視界は良好であった。
【００４１】
（２）乾燥空気を流さない透明窓は、図４(a)〜(d)に示すとおり昇温時の曇りによって内部は見られなくなった。また、反応時はガラスに液膜ができ内部の確認は可能であるが、画像がぼけた状態になった。蒸気の発生が頻繁になると、ガラス面内側に液膜が生じ内部はぼけた状態となった。
【００４２】
したがって、乾燥空気を窓ガラスにスリット状に吹き付ける方法は、実装置の反応槽および混練機モニタリングに適していると考えられる。
【符号の説明】
【００４３】
１０ 観察窓
１１ 窓枠体
１２ 耐熱ガラス
１３ スリット状ノズル
２０ ガス供給体
２１ 供給管
２２ 内方フランジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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