(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス溶融炉の流下口とキャニスタとの間に設けられ、その流下口とキャニスタ間に垂直に形成される細棒状ガラスを切断するためのガラスカッターにおいて、
上記流下口とキャニスタ間を連通するカッターケーシングと、そのカッターケーシングの内部に設けられ、上記流下口側とキャニスタ側をそれぞれ水平に横断するように移動される上下一対のカッター刃を有するカッター部材とを備え、
上記一対のカッター刃を互いにカッター刃の移動方向にずらして配置したことを特徴とするガラス溶融炉のガラスカッター。
【請求項２】
上記カッター刃が、カッター刃の移動方向と直交する方向に水平に延びる棒状に形成されることを特徴とする請求項１に記載のガラス溶融炉のガラスカッター。
【請求項３】
上記カッター部材に、これを横断前の状態に付勢するための付勢手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス溶融炉のガラスカッター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高レベル放射性廃液をガラス固化する際に用いられるガラス溶融炉にガラス溶融炉に設けられるガラスカッターに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、使用済核燃料の再処理後に生ずる高レベル放射性廃液は、液体のままでは処分が困難であることから、図４に示すような構造をしたガラス溶融炉１内に送られ、ここでほう珪酸ガラス等のガラス原料と共に高温で溶かし合わされながらキャニスタｃと称される耐食性の筒状ステンレス容器内に詰め込まれてガラス固化体として安定化された後、一定期間自然冷却されてから地中深く地層処分することが計画されている。
【０００３】
図示するように、このガラス溶融炉１は、炉本体２の内底部を漏斗状（四角錐状）に窄めると共にその最下端部に炉２内の溶融ガラスを流下するための流下ノズル３を有する底部電極４を備え、さらにその内部に一対の主電極５，５と補助電極６，６とを備えた構造となっている。
【０００４】
そして、この炉本体２の天井壁に設けられた投入口７から高レベル放射性廃液とガラス原料を投入した後、主電極５，５間に電流を流すことで高温に加熱された溶融ガラスからの熱を受けて高レベル放射性廃液とガラス原料とが十分に溶かし合わされる。また、炉内で製造されたガラスが所定量となった時点で、その下部に位置する補助電極６，６間と底部電極４及び主電極５，５間に電気を流して下層部のガラスを溶融すると共に、流下ノズル３をその周囲の高周波加熱コイル８で加熱して炉内の溶融ガラスをその下部に位置しているキャニスタｃ内に流下させてその内部にガラス固化体として収容するようになっている。
【０００５】
尚、この溶融炉１内で発生したガスはオフガスとして排気口７ａから排気され、図示しないＨＥＰＡフィルター等で放射性物質が捕集除去されて無害化された後、大気中に放出されるようになっている。
【０００６】
また、図示するようにこのガラス溶融炉１の流下ノズル３が設けられる流下口９とキャニスタｃ間には、流下ガラスから放射性物質が周囲に飛散するのを防止するための結合装置１０の他に、その下部にガラスカッター１１が付設されており、このガラスカッター１１によって流下終了後に流下口９とキャニスタｃ間に垂直に形成される細棒状の固化ガラスを切断して除去してからキャニスタｃを次工程に移動するようになっている。
【０００７】
すなわち、上述したようにしてキャニスタｃ側に所定量の溶融ガラスが溜まると、高周波加熱コイル８による流下ノズル３の加熱を停止すると共に、流下ノズル３を冷却空気により強制的に冷却し、その内部のガラスを固化させることで溶融ガラスの流下を停止するようにしているが、流下終了後においては流下していたガラスがそのままの状態で固化して流下口９とキャニスタｃ間に垂直に延びる細棒状ガラスＧとして残る。
【０００８】
そのため、従来では、図５（１）及び（２）に示すように、結合装置１０とキャニスタｃ間に設けられたガラスカッター１１のカッター部材１２を図示しないマニュピュレータによって流下路内を横断するように遠隔操作することでこの細棒状ガラスＧを上下に強制的に切断した後、同図（３）及び（４）に示すように結合装置１０の金属ベローズ１３内に空気を送り込んで結合を解除した後、キャニスタｃを移動させるようにしている。
【０００９】
尚、図中１４は、流下途中のガラスの一部を取り出してサンプリングすべくガラスカッター１１内に収容されたサンプリング容器である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来のガラスカッター１１は、カッター部材１２が結合装置１０側に位置し、その位置で細棒状ガラスＧを上下に切断するようになっているため、図５（４）に示すように、切断後にキャニスタｃ側の細棒状ガラスＧがキャニスタｃの開口部から大きく突出した状態で残ってしまうことがある。
【００１１】
そのため、このような現象が発生した場合には、その後、図示しないマニュピュレータによってこのキャニスタｃの開口部から突出した細棒状ガラスＧを破壊してキャニスタｃ内に収容し直すといった作業が必要となってくるが、この作業は、作業員の判断及び操作によって行われるため、作業自体が煩わしい上に、これを破壊するマニュピュレータが汚染されてしまうといった問題がある。
【００１２】
そのため、このカッター部材１２をガラスカッター１１内下方に取り付け、その切断をできるだけキャニスタｃ側で行うことも考えられるが、この場合、上方に残った細棒状ガラスＧがカッター部材１２の移動と共に撓み、切断後にその先端がガラスカッター１１のカッターケーシング１４に引っかかって残存してしまうといった不都合も考えられる。
【００１３】
一方、このガラスカッター１１のカッター部材１２は、図６に示すように、半円板状のカッター刃１５にカッターケーシング１６を貫通する操作ロッド１７を接続し、この操作ロッド１６を外部から図示しないマニュピュレータによって細棒状ガラスＧ方向に押し込むように操作することでこれを切断するようにしているが、仮に作業員のミスなどによってこのカッター部材１２を元の位置に戻すのを忘れたり、戻しが不十分な状態でガラス流下を再開すると、そのカッター刃１５上に溶融ガラスが堆積・成長してその流下路を塞いでしまうといったことも考えられる。
【００１４】
そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その目的は、細棒状ガラスを確実に切断してキャニスタからの突出と閉塞を未然に防止できる新規なガラス溶融炉のガラスカッターを提供するものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、請求項１に示すように、ガラス溶融炉の流下口とキャニスタとの間に設けられ、その流下口とキャニスタ間に垂直に形成される細棒状ガラスを切断するためのガラスカッターにおいて、上記流下口とキャニスタ間を連通するカッターケーシングと、そのカッターケーシングの内部に設けられ、上記流下口側とキャニスタ側をそれぞれ水平に横断するように移動される上下一対のカッター刃を有するカッター部材とを備え、上記一対のカッター刃を互いにカッター刃の移動方向にずらして配置したものである。
【００１６】
これによって、細棒状ガラスがキャニスタ側で確実に切断されるため、キャニスタ側の細棒状ガラスの突出を防止できると共に、さらにその上方でも切断されるため、キャニスタを移動させるときに上方に残った細棒状ガラスがカッターケーシング等に引っかかるといった不都合を確実に回避することができる。
【００１７】
また、請求項２に示すように、これら上下各カッター刃が、カッター刃の移動方向と直交する方向に水平に延びる棒状に形成されることにより、仮に、カッター刃を元の位置に完全に戻らない状態で流下を再開しても、このカッター刃上に流下ガラスが堆積して成長することがないため、流下ガラスによって流下路が閉塞してしまうようなことはない。
【００１８】
さらに、請求項３に示すように、上記カッター部材に、これを横断前の状態に付勢するための付勢手段を備えることにより、このカッター部材が自動的に元の位置に戻るようになるため、同じくカッター部材の引き戻し忘れ等による流下路の閉塞を確実に防止することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を実施する好適一形態を添付図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図１及び図２は本発明に係るガラス溶融炉１のガラスカッター２０の実施の一形態を示したものである。
【００２１】
図示するように、このガラスカッター２０は、上述したガラス溶融炉１の流下口９から延びる結合装置１０とキャニスタｃ間にこれを連通するように設けられたカッターケーシング２１と、その内部に設けられたカッター部材２２とから主に構成されている。
【００２２】
このカッターケーシング２１は、略箱形をしたケーシング本体２３の略中央上下にそれぞれ貫通路２４，２５を同軸上に有し、上部貫通路２４側が結合装置１０側にフランジ結合されると共に、下部貫通路２５側がキャニスタｃの開口部内に嵌め込まれるように挿入されて両者間を垂直に連通するようになっている。
【００２３】
一方、カッター部材２２は、カッターケーシング２１内の上下にそれぞれ位置する一対のカッター刃２６，２７と、これを一体的に連結するカッターフレーム２８とこのカッターフレーム２８からカッターケーシング２１を介して外部に水平に延びる操作ロッド２９とから構成されており、この操作ロッド２９をカッターケーシング２１内に水平に抜き出し操作することでカッター刃２６，２７をそれぞれ同時にカッターケーシング２１内を水平に横断するようになっている。
【００２４】
ここで、このカッター刃２６，２７はそれぞれ進行方向が鋭角となった断面三角形をした棒状に形成されており、それぞれの両端部側がカッターフレーム２８によって支持されるようになっている。また、カッターフレーム２８は棒材を略矩体状に組み立ててなるものであり、水平に移動させたときであってもカッターケーシング２１内のサンプリング容器１４と干渉しないような構造となっている。
【００２５】
また、この操作ロッド２９は、カッターケーシング２１を貫通した後、さらにこのカッターケーシング２１の外側に設けられたブラケット３０を貫通するように取り付けられており、カッターケーシング２１とブラケット３０との２カ所で支持されるような状態となっている。
【００２６】
さらに、この操作ロッド２９であって、カッターケーシング２１とブラケット３０との間には付勢手段であるコイルバネ３１が設けられており、操作ロッド２９を引き戻し方向に付勢するようになっている。
【００２７】
そして、このような構成をした本発明のガラスカッター２０にあっては、先ず図３（１）に示すように、カッター部材２２の操作ロッド２９を図示しないマニュピュレータによってカッターケーシング２１内に押し込むと、先ずキャニスタｃ側に位置している下部カッター刃２７がその位置で細棒状ガラスＧにあたってこれを上下に切断した後、引き続き同図（２）に示すように、結合装置１０側に位置している上部カッター刃２６がさらにその上方の細棒状ガラスＧにあたって再度これを上下に切断することになる。
【００２８】
これによって、先ず細棒状ガラスＧが必ずキャニスタｃ側に切断されるようになることから、キャニスタｃ側の細棒状ガラスＧが殆ど突出しなくなるか、あるいは突出してもその突出量は従来に比べて極僅かであるため、その後の作業、例えばキャニスタ蓋の溶接作業などに対して何ら悪影響を与えることがなくなる。そのため、従来のようにマニュピュレータによる突出した細棒状ガラスＧの除去作業が不要となるため、その作業労力の軽減を図れると共にマニュピュレータの汚染も未然に回避することができる。
【００２９】
次に、細棒状ガラスＧは、同図（２）に示すように、上下一対のカッター刃２６，２７によって必ず上下一定の幅に亘って切断されるようになることから、上方に残った細棒状ガラスＧがカッターケーシング２１に引っかかったりすることなく、元の流下位置に戻るようになるため、流下を再開した時であってもそのままスムーズにキャニスタｃ側に流れ落ち、カッターケーシング２１内などに残存するような不都合を招くことはない。
【００３０】
そして、このようにして上下一対のカッター刃２６，２７による切断が終了したならば、同じくマニュピュレータによって操作ロッド２９を引き戻すことでそのカッター刃２６，２７を元の位置に戻し、その位置で次の切断時迄まで待機させることになるが、この操作ロッド２９にはコイルバネ等の付勢手段３０が備えられていることから、同図（３）に示すように、この操作ロッド２９を離すことによって上下一対のカッター刃２６，２７が自動的に元の位置に戻るため、切断毎の引き戻し作業が不要となって切断作業が大幅に軽減される。
【００３１】
また、この時、何らかの原因によって操作ロッド２９が戻らないでその流下路内にカッター刃２６，２７が位置した状態や戻りが不十分な状態でガラス流下が再開された場合であっても上述したようにこの上下一対のカッター刃２６，２７はその形状が従来の半円状のものと異なり、棒状となっているため、その上に流下ガラスが堆積してこれを閉塞してしまうような不都合も確実に回避することが可能となる。
【００３２】
尚、本実施の形態では、上下一対のカッター刃２６，２７のうち下部カッター刃２７側を上部カッター刃２６に対して先行させるような状態としたが、これとは反対に上部カッター２６側を先行させるような構造としても良い。
【００３３】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、ガラス溶融炉の流下口とキャニスタ間に形成される細棒状ガラスを切断した際にキャニスタ側の細棒状ガラスの突出がなくなるため、その除去作業を省略できると共に除去作業に用いるマニュピュレータなどの汚染を防止できる。また、カッター刃を棒状とすることにより、カッター刃が完全に元の位置に戻らない状態で流下が再開されてもその上に流下ガラスが堆積して成長することがないため、係る場合の閉塞も未然に回避できる。さらに、本発明に係るカッター部材に付勢手段を備えることにより、切断後はその付勢手段によって自動的に元の位置に戻るため、戻し操作が不要となって切断作業をより軽減することが可能となる等といった優れた効果を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガラスカッターの実施の一形態を示す縦断面図である。
【図２】図１中Ａ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明に係るガラスカッターの作用例を示す説明図である。
【図４】従来のガラス溶融炉及びそれに付設されるガラスカッターの構成例を示す縦断面図である。
【図５】従来のガラスカッターの構成及びその作用例を示す説明図である。
【図６】図５（１）中Ａ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
９  流下口
10  結合装置
20  ガラスカッター
21  カッターケーシング
22  カッター部材
26,27   カッター刃
28  カッターフレーム
29  操作ロッド
30  ブラケット
31  付勢手段（コイルバネ）
Ｇ  細棒状ガラス
ｃ  キャニスタ
【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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