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特開2024-113008分解処理装置及びこれに用いられる冷却装置
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  • 特開-分解処理装置及びこれに用いられる冷却装置 図1
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024113008
(43)【公開日】2024-08-21
(54)【発明の名称】分解処理装置及びこれに用いられる冷却装置
(51)【国際特許分類】
   B01J 19/08 20060101AFI20240814BHJP
   B01J 19/00 20060101ALI20240814BHJP
   H05H 1/34 20060101ALI20240814BHJP
【FI】
B01J19/08 E
B01J19/00 301B
H05H1/34
【審査請求】有
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2024088679
(22)【出願日】2024-05-31
(62)【分割の表示】P 2020011172の分割
【原出願日】2020-01-27
(71)【出願人】
【識別番号】516005636
【氏名又は名称】株式会社HELIX
(74)【代理人】
【識別番号】110004185
【氏名又は名称】インフォート弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】矢口 博文
(57)【要約】
【課題】水プラズマにより発生した高温ガスの冷却の効率化と冷却装置の省スペース化とを図ること。
【解決手段】分解処理装置(10)は、水プラズマ発生装置(12)が噴射する水プラズマのジェット気流に分解対象物を供給する供給装置(13)と、水プラズマによって分解処理された分解対象物を含む高温ガスを冷却する冷却装置(14)と、水プラズマ発生装置及び冷却装置が内部に配置される筐体(11)とを備えている。冷却装置は、高温ガスが流れ込む容器体(30)と、容器体に上流側が接続されて下方に延出し、容器体内から高温ガスが流れる縦配管(39)を備えた第1流路部(31)と、第1流路部に上流側が接続されて水平方向に延出し、第1流路部から高温ガスが流れる第2流路部(32)と、第2流路部に上流側が接続されて上方向に延出し、第2流路部から高温ガスが流れる第3流路部(33)とを備えている。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
渦水流の内部にアーク放電を通過させて水プラズマを噴射する水プラズマ発生装置と、
前記水プラズマのジェット気流に分解対象物を供給する供給装置と、
前記水プラズマによって分解処理された前記分解対象物を含む高温ガスを冷却する冷却装置と、
前記水プラズマ発生装置及び前記冷却装置が内部に配置される筐体とを備えた分解処理装置であって、
前記冷却装置は、前記筐体内の上方であって前記水プラズマ発生装置における前記水プラズマの噴射側に配置されて前記高温ガスが流れ込む容器体と、
前記容器体に上流側が接続されて下方に延出し、前記容器体内から前記高温ガスが流れる第1流路部と、
前記第1流路部に上流側が接続されて水平方向に延出し、前記第1流路部から前記高温ガスが流れる第2流路部と、
前記第2流路部に上流側が接続されて上方向に延出し、前記第2流路部から前記高温ガスが流れる第3流路部とを備え、
前記第1流路部は、前記高温ガスが流れる縦配管を備えていることを特徴とする分解処理装置。
【請求項2】
前記第1流路部の上流側には冷却液を噴射する噴射部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の分解処理装置。
【請求項3】
上方を開放して設けられる冷却槽を備え、
前記第1流路部は、下端側が前記冷却槽に収容され、前記噴射部が噴射した前記冷却液が前記冷却槽内に落下して貯留可能に設けられることを特徴とする請求項2に記載の分解処理装置。
【請求項4】
渦水流の内部にアーク放電を通過させて水プラズマを噴射する水プラズマ発生装置と、
前記水プラズマのジェット気流に分解対象物を供給する供給装置と、
前記水プラズマ発生装置が内部に配置される筐体とを備えた分解処理装置に用いられ、前記水プラズマによって分解処理された前記分解対象物を含む高温ガスを冷却する冷却装置であって、
前記筐体内の上方であって前記水プラズマ発生装置における水プラズマの噴射側に配置されて前記高温ガスが流れ込む容器体と、
前記容器体に上流側が接続されて下方に延出し、前記容器体内から前記高温ガスが流れる第1流路部と、
前記第1流路部に上流側が接続されて水平方向に延出し、前記第1流路部から前記高温ガスが流れる第2流路部と、
前記第2流路部に上流側が接続されて上方向に延出し、前記第2流路部から前記高温ガスが流れる第3流路部とを備えて前記筐体の内部に配置され、
前記第1流路部は、前記高温ガスが流れる縦配管を備えていることを特徴とする分解処理装置に用いられる冷却装置。
【請求項5】
前記第1流路部の上流側には冷却液を噴射する噴射部が設けられていることを特徴とする請求項4に記載の分解処理装置に用いられる冷却装置。
【請求項6】
上方を開放して設けられる冷却槽を備え、
前記第1流路部は、下端側が前記冷却槽に収容され、前記噴射部が噴射した前記冷却液が前記冷却槽内に落下して貯留可能に設けられることを特徴とする請求項5に記載の分解処理装置に用いられる冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、陰極と陽極との間で発生するアーク放電により水プラズマを噴射して分解対象物を分解処理する分解処理装置及びこれに用いられる冷却装置に関する。
【背景技術】
【0002】
水プラズマを利用して廃棄物を処理する装置として、特許文献1に記載された装置が知られている。特許文献1の装置では、プラズマ安定化媒体として水を用い、アーク放電により発生される水プラズマジェット気流に焼却灰を供給して当該焼却灰を溶解している。特許文献1では、水プラズマジェット気流が水プラズマバーナの噴射口より放出され、水プラズマの発生と共に発生する塩化水素ガス等のガスをガス処理手段によって処理している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第3408779号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1のような水プラズマにあっては、約2万度と極めて高温となるため、水プラズマの発生と共に発生するガスも高温となる。その一方、ガス処理手段で処理し得るガスの温度は相当低くなるので、発生したガスを冷却装置によって冷却する必要がある。また、近時においては、プラズマ発生装置やガス処理手段、冷却装置を単一の筐体内に配置し、車両によって運搬可能とするニーズがある。かかるニーズに対応すべく、冷却装置を筐体内に収まるように省スペース化しつつ、高温となるガスを効率的に冷却する必要がある。
【0005】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、水プラズマにより発生した高温ガスの冷却の効率化と冷却装置の省スペース化とを図ることができる分解処理装置及びこれに用いられる冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の分解処理装置は、渦水流の内部にアーク放電を通過させて水プラズマを噴射する水プラズマ発生装置と、前記水プラズマのジェット気流に分解対象物を供給する供給装置と、前記水プラズマによって分解処理された前記分解対象物を含む高温ガスを冷却する冷却装置と、前記水プラズマ発生装置及び前記冷却装置が内部に配置される筐体とを備えた分解処理装置であって、前記冷却装置は、前記筐体内の上方であって前記水プラズマ発生装置における前記水プラズマの噴射側に配置されて前記高温ガスが流れ込む容器体と、前記容器体に上流側が接続されて下方に延出し、前記容器体内から前記高温ガスが流れる第1流路部と、前記第1流路部に上流側が接続されて水平方向に延出し、前記第1流路部から前記高温ガスが流れる第2流路部と、前記第2流路部に上流側が接続されて上方向に延出し、前記第2流路部から前記高温ガスが流れる第3流路部とを備え、前記第1流路部は、前記高温ガスが流れる縦配管を備えていることを特徴とする。
【0007】
また、本発明の分解処理装置に用いられる冷却装置は、渦水流の内部にアーク放電を通過させて水プラズマを噴射する水プラズマ発生装置と、前記水プラズマのジェット気流に分解対象物を供給する供給装置と、前記水プラズマ発生装置が内部に配置される筐体とを備えた分解処理装置に用いられ、前記水プラズマによって分解処理された前記分解対象物を含む高温ガスを冷却する冷却装置であって、前記筐体内の上方であって前記水プラズマ発生装置における前記水プラズマの噴射側に配置されて前記高温ガスが流れ込む容器体と、前記容器体に上流側が接続されて下方に延出し、前記容器体内から前記高温ガスが流れる第1流路部と、前記第1流路部に上流側が接続されて水平方向に延出し、前記第1流路部から前記高温ガスが流れる第2流路部と、前記第2流路部に上流側が接続されて上方向に延出し、前記第2流路部から前記高温ガスが流れる第3流路部とを備えて前記筐体の内部に配置され、前記第1流路部は、前記高温ガスが流れる縦配管を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、極めて高温となる水プラズマにより発生した高温ガスを第1流路部によって筐体内の上から下に、第3流路部によって筐体内の下から上に流通させ、該流通の経路を長くできる。これにより、第1流路部及び第3流路部で冷却や放熱する面積の拡大化、冷却用の構造物の大型化を通じて冷却効率の向上を図ることができる。更に、水平方向に延出する第2流路部が第1流路部及び第3流路部それぞれの下端側に連通するようになり、第2流路部を筐体の底側として冷却水を貯留した冷却構造を採用し易くなり、これによっても冷却効率の向上を図ることができる。しかも、第1流路部及び第3流路部によって筐体の上下幅を有効利用し、且つ、第2流路部の上下幅を大きくしつつ短縮化することで冷却装置の平面視での省スペース化を図ることができる。このように、本発明は、冷却効率の向上と省スペース化との両立を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】実施の形態に係る分解処理装置を一部断面視した側面図である。
図2】上記水プラズマ発生装置及びその周辺装置の説明図である。
図3】チャンバの側断面図である。
図4】チャンバの平面断面図である。
図5】チャンバの縦断面図である。
図6】分解対象物の分解処理の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、実施の形態に係る各構成は、以下に示す構成に限定されず、適宜変更が可能である。また、以下の図においては、説明の便宜上、一部の構成を省略することがある。
【0011】
図1は、実施の形態に係る分解処理装置を一部断面視した側面図である。なお、以下の説明において、特に明示しない限り、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」は、各図において矢印で示した方向を基準として用いる。図1では、紙面手前側が「左」、奥行側が「右」となる。但し、以下の実施の形態での各構成の向きは、一例にすぎず、任意の向きに変更することができる。
【0012】
図1は、本実施の形態の分解処理装置を一部側断面した説明図である。図1に示すように、分解処理装置10は、筐体11と、筐体11の内部に配置される水プラズマ発生装置12、供給装置13、冷却装置14及びガス処理装置15とを備えて構成されている。
【0013】
筐体11は、特に限定されるものでないが、本実施の形態ではトラック、鉄道、船舶等で輸送可能な貨物輸送用のコンテナを用いることができる。具体的には、筐体11は、前後に長い略長方形状の底壁11a及び頂壁11bと、底壁11a及び頂壁11bの四辺間に立設される4体の周壁11c(1体は不図示)とを備えた直方体の箱状に形成される。周壁11cには、図示省略したが適宜な開口部と該開口部を開閉する扉等が設けられる。
【0014】
筐体11の内部において、後方から前方に向かって順に水プラズマ発生装置12、供給装置13、冷却装置14、ガス処理装置15が配設されている。冷却装置14とガス処理装置15との間には、仕切壁11dが設けられている。筐体11の頂壁11bには、水プラズマ発生装置12を前後方向にスライド可能に支持する吊下支持構造11fが設けられ、該吊下支持構造11fによって水プラズマ発生装置12が筐体11内の頂壁11b寄りとなる上方位置に支持される。
【0015】
図2は、上記水プラズマ発生装置及びその周辺装置の説明図である。図2に示すように、水プラズマ発生装置12は、前後に延びる陰極16と、陰極16の前端側が挿入されるチャンバ17と、チャンバ17の外側であって斜め下前方に設けられる鉄製円板状の陽極18と、陽極18を支持する陽極支持部19とを備えて構成されている。
【0016】
陰極16は、炭素からなる丸棒によって形成され、送りねじ軸機構21を介して前後方向に変位してチャンバ17への挿入量を調整可能となっている。チャンバ17は、陽極支持部19の上方に支持板22を介して支持されている。陽極支持部19の後端には、前後に延びる延長筒体23が連結され、延長筒体23の後端にはモータ24が設けられている。モータ24の駆動力は、延長筒体23及び陽極支持部19を通じて陽極18に伝達され、陽極18が回転可能に設けられている。
【0017】
チャンバ17には、供給ポンプ26を介して冷却水が供給され、また、高圧ポンプ27を介してプラズマ用水が供給される。プラズマ用水の一部は、チャンバ17の前端側から水プラズマのジェット気流として噴射される。チャンバ17に供給された冷却水と、噴射されなかったプラズマ用水とは、真空ポンプ28を介して吸引される。陽極支持部19においても、陽極18の内部を流す冷却水が供給ポンプ26を介して供給され、陽極18にて吸熱を行った冷却水が真空ポンプ28を介して吸引される。チャンバ17の詳細な構成については後述する。
【0018】
図1に戻り、供給装置13は、水プラズマ発生装置12の前方に設けられるノズル13aを備えている。ノズル13aは、不図示の配管を介して送出装置29に接続されており、送出装置29から粒状や粉状、液状の分解対象物(有害廃棄物)が送出される。ノズル13aは、送出される分解対象物を水プラズマ発生装置12から噴射される水プラズマのジェット気流に投入(供給)する。なお、ノズル13aを含む供給装置13の構成は、水プラズマのジェット気流に分解対象物を投入できる限りにおいて、種々の構成が採用される。
【0019】
冷却装置14は、水プラズマ発生装置12から噴射される水プラズマによって分解処理された分解対象物を含む高温ガスを冷却する。冷却装置14は、水プラズマ発生装置12の前側(水プラズマの噴射側)に配置された容器体30と、容器体30の前部に接続されて下方に延出する第1流路部31と、第1流路部31の下部に接続されて前後方向(水平方向)に延出する第2流路部32と、第2流路部32の前部に接続されて上方に延出する第3流路部33とを備えている。冷却装置14においては、高温ガスが容器体30、第1流路部31、第2流路部32、第3流路部33の順序で流れるようになる。よって、かかる順序にて上流から下流への高温ガスの流れが冷却装置14において形成される。
【0020】
容器体30は、スタンド35を介して筐体11内の頂壁11b寄りとなる上方位置に支持され、水プラズマ発生装置12から噴射される水プラズマのジェット気流を覆うように設けられる。よって、容器体30には、水プラズマ発生装置12の水プラズマによって発生する高温ガスが流れ込むようになる。
【0021】
容器体30は、円筒状に形成されて後方を開放する筒本体部36と、筒本体部36の前端側を閉塞する前方閉塞部37とを備えている。筒本体部36の軸線方向は、水プラズマ発生装置12から離れるに従って低くなるように傾斜している。
【0022】
筒本体部36及び前方閉塞部37は、二重構造となっており、その厚み内に冷却水が流れる空間を形成している。かかる空間には、冷却水用の供給路及び排出路(いずれも不図示)が連通しており、冷却水を循環させることで水プラズマによって発生した熱が吸収され筒本体部36及び前方閉塞部37の冷却作用が得られる。
【0023】
第1流路部31は、3本の縦配管39(1本は不図示)を備えており、上端側が上流側、下端側が下流側とされる。縦配管39の上端側は、四分円弧状に湾曲して前方閉塞部37に接続され、容器体30の内部と連通して容器体30内から縦配管39に高温ガスが流れるようになる。
【0024】
第1流路部31及び容器体30の前部領域は、上側及び左右両側がカバー部材41によって覆われている。カバー部材41の上側にて縦配管39の上端から上方に離れた位置には、冷却水(冷却液)Lを噴射する噴射部42が設けられる。噴射部42は、不図示の冷却水供給源から供給された冷却水Lを縦配管39の上端側(上流側)に噴射して冷却作用を得ている。噴射部42は、カバー部材41の内側にて図示省略した支持部材を介して支持される。
【0025】
第2流路部32は、3本の縦配管39それぞれの下端に接続されて上下に並ぶ3体の入口タンク44と、各入口タンク44に後端部が接続されて前方に延出し、且つ左右方向及び上下方向に複数列となって並設される複数本の放熱管45とを備えている。また、第2流路部32は、各放熱管45の前端部が接続される1体の出口タンク46を備えている。放熱管45は、花びら形状の断面形状を備えつつ捩じれた形状に形成され、表面積の拡大化を図っている。
【0026】
第2流路部32は、入口タンク44側が上流側、出口タンク46側が下流側とされて第1流路部31からの高温ガスが流れる。第2流路部32では、入口タンク44から複数本の放熱管45に分岐して高温ガスが流れた後、出口タンク46にて放熱管45に分岐して流れた高温ガスが集約される。
【0027】
第2流路部32は、上方を開放して設けられる冷却槽48内の冷却水Lに浸漬される。該冷却水Lと、複数本の放熱管45を含む第2流路部32内を流れる高温ガスとで熱交換が行われ、高温ガスの冷却作用が得られる。なお、第1流路部31及び第3流路部33の各下端側も冷却槽48に収容され、冷却槽48内の冷却水Lに浸漬されて冷却される。
【0028】
冷却槽48内の冷却水Lは、例えば、ポンプ等を介して筐体11の外部に設けられた冷却塔等の外部装置との間で循環されて冷却される。なお、かかる外部装置は、筐体11内に配置することを妨げるものでない。
【0029】
第3流路部33は、出口タンク46に接続されて上方向に延出する配管50と、該配管50の延出方向中間部に設けられたラジエータ51とを備えている。ラジエータ51は、高温ガスが流れる複数本の伝熱管51aと、各伝熱管51aを内部に収容しつつ該内部にて冷却水が循環されるタンク51bとを備えている。
【0030】
第3流路部33は、配管50の下端側が上流側、配管50の上端側が下流側とされて第2流路部32からの高温ガスが流れる。第3流路部33では、伝熱管51a内を流れる高温ガスと、タンク51b内を循環する冷却水とで熱交換が行われ、高温ガスの冷却作用が得られる。配管50の上端側は、湾曲形成されて仕切壁11dを貫通し、該仕切壁11dの前方のガス処理装置15に連通される。よって、第3流路部33を経た高温ガスがガス処理装置15に供給される。
【0031】
ガス処理装置15は、水プラズマによる分解対象物の処理と共に発生する各種ガス(塩素系ガスや、窒素酸化物、硫黄酸化物等)を処理する公知の処理装置が採用される。本実施の形態では、ガス処理装置15が筐体11内に設置される構成としたが、筐体11の外部に設置される外部装置に接続する構成としてもよい。
【0032】
次いで、チャンバ17の内部構造について図3ないし図5を参照して説明する。図3は、チャンバの側断面図、図4は、チャンバの平面断面図、図5は、チャンバの縦断面図である。
【0033】
図3及び図4に示すように、水プラズマ発生装置12を構成するチャンバ17は、前後方向に延びる円筒内周面を形成するチャンバ本体70と、チャンバ本体70の前方に装着された前壁部71とを備え、それらの内側に水プラズマを発生させるための内部空間72を形成している。前壁部71には内部空間72に連通する開口が形成され、この開口を前方から塞ぐように噴射口形成板74が取り付けられている。噴射口形成板74には水プラズマを噴射する噴射口75が形成されている。
【0034】
チャンバ本体70の内部には、前方寄りの位置に周方向に延びるリブ70aが形成され、このリブ70aより前側にプラズマ用水供給路77が形成されている。また、前壁部71には、その開口内に流れ込むプラズマ用水を排出するプラズマ用水排出路78が形成されている。プラズマ用水供給路77には、高圧ポンプ27から高圧なプラズマ用水が供給され、プラズマ用水排出路78からは真空ポンプ28の負圧によってプラズマ用水が吸引される。
【0035】
チャンバ本体70のリブ70aより後側には冷却水供給路80及び冷却水排出路81(図4では不図示)が形成されている。冷却水供給路80には、供給ポンプ26から冷却水が供給され、冷却水排出路81からは真空ポンプ28の負圧によって冷却水が吸引される。プラズマ用水供給路77、冷却水供給路80及び冷却水排出路81は、円筒内周面となる丸穴状に形成されている。
【0036】
図5に示すように、プラズマ用水供給路77は、縦断面視で円形となる内部空間72の下部で連通して左右方向に延出している。具体的には、内部空間72の下部接線方向にプラズマ用水供給路77が延在している。これにより、プラズマ用水供給路77から流れ込むプラズマ用水が内部空間72の周方向に沿って滑らかに流れる。
【0037】
水プラズマ発生装置12は、チャンバ17内に収容される概略筒状の渦水流発生器90を備えている。渦水流発生器90は、内部空間72と中心軸線位置C1が一致するように配置されている。なお、この中心軸線位置C1は、上述した噴射口75の中心軸線位置と一致する。縦断面視で内部空間72は、その内周面と渦水流発生器90の外周面との間で円状の空間を形成し、上述のように内部空間72に流れ込んだプラズマ用水は、円状の空間を旋回するように流れる。
【0038】
渦水流発生器90には、内外で連通するように貫通する複数の通路91が形成されている。通路91は、渦水流発生器90の周方向に等角度毎(本実施の形態では120°毎)に形成されている。また、通路91は、前後方向に所定間隔毎に形成されている(図3及び図4参照)。各通路91は、渦水流発生器90の厚さ方向に対して傾斜する方向に延出している。具体的には、各通路91は、連通位置における渦水流発生器90の内周接線方向に延在している。また、通路91の外部から内部にプラズマ用水が流れる方向と、渦水流発生器90の外部でプラズマ用水が旋回して流れる方向とでなす角度θは鋭角となっている。
【0039】
上記のように通路91を形成したので、渦水流発生器90の外部でチャンバ本体70の内周面に沿って流れるプラズマ用水は、通路91を通過して渦水流発生器90の内部に流れ込む。そして、プラズマ用水が渦水流発生器90の内周面に沿って滑らかに流れるようになり、縦断面視で中心軸線位置C1に空洞を形成するように円状に旋回する渦水流が形成される。そして、渦水流に形成された空洞の内部を通過するよう、陽極18と陰極16との間でアーク放電AR(図6参照)が発生するようになる。
【0040】
水プラズマ発生装置12は、チャンバ17内において、渦水流発生器90の後方に更に種々の構成を備えている。かかる構成によって、渦水流発生器90の位置決め、陰極16の冷却、保持及び移動制御、陰極16への電力供給等が実施されるが、ここでは説明を省略する。
【0041】
続いて、本実施の形態の分解処理装置10による分解対象物の分解処理方法について、図6を参照して説明する。図6は、分解対象物の分解処理の説明図である。ここで、図6に示すように、陽極18は、その上端がチャンバ17の外側における噴射口75の斜め下前方の近傍に位置するように設けられる。また、供給装置13のノズル13aは、チャンバ17の外部となる前方に離れて設けられる。
【0042】
上述したように空洞を備えた渦水流が形成された状態で、陰極16及び陽極18に直流電力が供給されると、それらの間にアーク放電ARが発生される。このとき、アーク放電ARは渦水流の空洞を通過するように発生される。このアーク放電ARの発生によって、渦水流を形成するプラズマ用水が解離、電離されて高エネルギーとなる水プラズマのジェット気流Jが噴射口75から噴射される。
【0043】
噴射口75から噴射される水プラズマのジェット気流Jは極めて高温で超高速な流体となり、各ノズル13aの先端から投入された分解対象物は分解される。ここで、分解対象物を有害廃棄物とする場合には、PCB、硫酸ピッチ、アスベスト、フロン、ハロン、タイヤ、各種ゴミ等を例示することができ、粒状や粉状、液状として供給装置13を介して供給される。このような有害廃棄物を投入しても、無害化した廃棄物に分解することができる。
【0044】
分解対象物の分解処理中において、容器体30(図1参照)が加熱されることとなるが、その厚み内に冷却水を通過させることで冷却して利用することができる。
【0045】
水プラズマのジェット気流Jによって分解処理された分解対象物を含む高温ガスは、容器体30内において約2000℃と極めて高温になる。かかる高温ガスは、冷却装置14によって冷却される。以下において、その冷却方法について図1を参照して説明する。容器体30内の高温ガスは、第1流路部31に流れ込んで3本の縦配管39内を下方に向かって流れる。このとき、縦配管39の上端側に噴射部42から冷却水Lを噴射し、該冷却水Lと縦配管39内の高温ガスとで熱交換が行われて高温ガスが冷却される。ここで、各縦配管39の下端部が冷却槽48に収容されるので、噴射部42から噴射した冷却水Lが気化せずに落下しても、冷却槽48内に貯留される。よって、噴射部42から噴射した冷却水Lを冷却槽48内の冷却水Lとして回収及び循環して利用することができる。
【0046】
第1流路部31を流れつつ冷却された高温ガスは、第2流路部32に流れ込んで複数本の放熱管45内を前方に向かって流れる。放熱管45は冷却槽48内の冷却水Lに浸漬されるので、該冷却水Lと放熱管45内の高温ガスとで熱交換が行われて高温ガスが冷却される。なお、冷却槽48内の冷却水Lに浸漬される入口タンク44等においても、冷却作用が得られる。
【0047】
第2流路部32を流れつつ冷却された高温ガスは、第3流路部33に流れ込んでラジエータ51の伝熱管51a内を上方に向かって流れる。このとき、ラジエータ51のタンク51b内に冷却水が循環されるので、該冷却水と伝熱管51a内の高温ガスとで熱交換が行われて高温ガスが冷却される。
【0048】
上記のように第1流路部31、第2流路部32及び第3流路部33で冷却された高温ガスは、約100℃まで冷却され、ガス処理装置15で中和反応等によって安全な排気ガスになるよう処理される。
【0049】
上記実施の形態によれば、水プラズマのジェット気流Jによって極めて高温になる高温ガスを第1~第3流路部31~33によって冷却することができる。かかる冷却にて、第1流路部31及び第3流路部33は筐体11内において上下長さを長く稼ぐように配置でき、噴射部42や冷却槽48、ラジエータ51での冷却作用をより良く広範囲で得られるようにして冷却効率の向上を図ることができる。また、第2流路部32が筐体11の底壁11a側に位置するので、底壁11a上に設置される冷却槽48内での冷却及び放熱を行い易くすることができる。しかも、第1流路部31及び第3流路部33によって筐体11の上下幅を有効利用し、且つ、第2流路部32の上下幅を大きくしつつ前後長さを短縮化することで冷却装置14の平面視での省スペース化を図ることができる。従って、上記実施の形態の冷却装置14においては、高温ガスの冷却効率の向上と、筐体11内の設置スペースの縮小化とを同時に実現することが可能となる。
【0050】
また、第2流路部32が複数本の放熱管45を備えるので、循環して所定温度範囲内に保たれる冷却水Lによって効率的に熱交換を行うことができる。
【0051】
更に、第3流路部33は、複数本の伝熱管51aを有するラジエータ51を備えており、配管50の上下長さの範囲内で高温ガスを冷却する構造を採用することができる。
【0052】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状、方向などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【0053】
例えば、第1~第3流路部31~33の構成は、上記実施の形態に限定されるものでなく、第1~第3流路部31~33が上記とは異なる冷却構造を備えた構成にする等、変更してもよい。例えば、第1流路部31の縦配管39にラジエータを更に設けたり、第2流路部32における放熱管45の延出方向を前後方向以外の水平方向に延出させたり、第3流路部33に上述とは異なる構成のラジエータを設けたりしてもよい。
【0054】
また、第1流路部31及び第2流路部32にて冷却水Lを用いたが、該冷却水Lと同様の冷却作用を得られる限りにおいて他の冷却液を用いてもよい。
【0055】
また、水プラズマ発生装置12によって分解処理する対象物は、上記した有害廃棄物に限られるものでなく、特に有害でないものを分解処理の対象物としてもよい。
【0056】
また、水プラズマ発生装置12は、廃棄物処理に利用することに限定されるものでなく、溶射等の水プラズマを利用した任意の処理に利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【0057】
本発明は、水プラズマにより発生した高温ガスの冷却の効率化と冷却装置の省スペース化とを図ることができる、という効果を得る。
【符号の説明】
【0058】
10 分解処理装置
11 筐体
12 水プラズマ発生装置
13 供給装置
14 冷却装置
30 容器体
31 第1流路部
32 第2流路部
33 第3流路部
39 縦配管
42 噴射部
45 放熱管
48 冷却槽
51a 伝熱管
AR アーク放電
図1
図2
図3
図4
図5
図6