特許 7420197 分解処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-15

(45)【発行日】2024-01-23

(54)【発明の名称】分解処理装置

(51)【国際特許分類】

   B01J 19/08 20060101AFI20240116BHJP

   H05H 1/34 20060101ALI20240116BHJP

【ＦＩ】

B01J19/08 E

H05H1/34

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2022171053

(22)【出願日】2022-10-26

(62)【分割の表示】P 2020555633の分割

【原出願日】2019-11-08

(65)【公開番号】P2023017815

(43)【公開日】2023-02-07

【審査請求日】2022-10-26

(31)【優先権主張番号】P 2018210462

(32)【優先日】2018-11-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【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

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(74)【代理人】

【識別番号】100174528

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 晋朗

(74)【代理人】

【識別番号】100120444

【弁理士】

【氏名又は名称】北川 雅章

(72)【発明者】

【氏名】矢口 博文

【審査官】佐々木 典子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１２１５９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０５５４１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００２／０１６８４６６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－０６３７５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－０８４５７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｊ １９／０８

Ｈ０５Ｈ １／００－ １／５４

Ｂ０５Ｂ ７／２２

Ｃ２３Ｃ ４／００

Ｂ０９Ｂ １／００－ ５／００

(57)【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を備え、前記水プラズマによって前記分解対象物を分解処理する分解処理装置であって、
前記水プラズマ発生装置は、内部で前記渦水流を形成して噴射口から前記水プラズマを噴射するするチャンバと、前記チャンバ内の前記渦水流を通過するアーク放電を発生させる陽極及び陰極とを備え、前記陽極は前記チャンバの外側における前記噴射口の近傍位置に設けられ、
前記供給装置は、前記水プラズマの噴射方向に延びる筒状に形成されて内部に該水プラズマが導入される本体部と、前記本体部を冷却する冷却部と、前記本体部に接続され、前記本体部の内部に前記分解対象物を供給する材料供給路とを備え、前記チャンバから離れた該チャンバの外部に設けられ、
前記本体部にて前記水プラズマが導入される内周面は、前記噴射口から離れるに従って前記本体部の中心軸線に近付くテーパ面によって形成され、
前記本体部は、内周面を形成する内側筒部と、外周面を形成する外側筒部とを備えた二重筒状に形成され、
前記冷却部は、前記材料供給路の外周側との間に空間を形成しつつ覆うように設けられた接続管と、冷却水が流れる冷却空間とを備え、
前記冷却空間は、前記本体部と、前記材料供給路における前記本体部との接続箇所とに亘る領域に連通して形成され、且つ、前記接続管と前記材料供給路との間の空間と、前記内側筒部と前記外側筒部との間の空間とが連通して形成されることを特徴とする分解処理装置。

【請求項2】

前記材料供給路における前記本体部側の端部には、該材料供給路から該本体部へ供給される前記分解対象物が流通する供給口形成体が着脱自在に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】

前記供給口形成体の外周面に雄ねじ部が形成され、前記材料供給路の内周面には前記雄ねじ部に螺合する雌ねじ部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の分解処理装置。

【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、噴射口から所定距離離れた位置には、水プラズマジェット気流の上方から焼却灰を供給する供給手段が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】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の装置では、水プラズマジェット気流が超高速となる上に開放した空間に噴射されるので、供給した焼却灰が水プラズマジェット気流から離れて飛散し易くなる、という問題がある。このため、焼却灰が水プラズマジェット気流の熱で十分に分解処理できなくなって分解能力が低下するため、当該分解能力について改善の余地があった。

【0005】

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、水プラズマによる分解処理の効率化を図ることができる分解処理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を備え、前記水プラズマによって前記分解対象物を分解処理する分解処理装置であって、前記水プラズマ発生装置は、内部で前記渦水流を形成して噴射口から前記水プラズマを噴射するするチャンバと、前記チャンバ内の前記渦水流を通過するアーク放電を発生させる陽極及び陰極とを備え、前記陽極は前記チャンバの外側における前記噴射口の近傍位置に設けられ、前記供給装置は、前記水プラズマの噴射方向に延びる筒状に形成されて内部に該水プラズマが導入される本体部と、前記本体部を冷却する冷却部と、前記本体部に接続され、前記本体部の内部に前記分解対象物を供給する材料供給路とを備え、前記チャンバから離れた該チャンバの外部に設けられ、前記本体部にて前記水プラズマが導入される内周面は、前記噴射口から離れるに従って前記本体部の中心軸線に近付くテーパ面によって形成され、前記本体部は、内周面を形成する内側筒部と、外周面を形成する外側筒部とを備えた二重筒状に形成され、前記冷却部は、前記材料供給路の外周側との間に空間を形成しつつ覆うように設けられた接続管と、冷却水が流れる冷却空間とを備え、前記冷却空間は、前記本体部と、前記材料供給路における前記本体部との接続箇所とに亘る領域に連通して形成され、且つ、前記接続管と前記材料供給路との間の空間と、前記内側筒部と前記外側筒部との間の空間とが連通して形成されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、陽極がチャンバの外側に設けられる水プラズマ発生装置を用いるにあたり、供給装置における筒状の本体部の内部に対し、水プラズマを導入しつつ分解対象物を供給することができる。従って、囲われた空間となる本体部の内部にて、分解対象物を極めて高温で飛散しないように分解処理することができる。これにより、分解対象物の分解の確実性が高まり、当該分解を効率良く行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１の実施の形態に係る分解処理装置の側面図である。

【図2】収容体及び供給装置を一部断面視した側面図である。

【図3】図３Ａは、収容体及び供給装置を後方から見た図であり、図３Ｂは、収容体を前方から見た図である。

【図4】供給装置の概略斜視図である。

【図5】図４のＡ－Ａ線断面図である。

【図6】図４のＢ－Ｂ線断面図である。

【図7】チャンバの側断面図である。

【図8】チャンバの平面断面図である。

【図9】チャンバの縦断面図である。

【図10】有害廃棄物の分解処理の説明図である。

【図11】第２の実施の形態に係る供給装置を側断面視した概略斜視図である。

【図12】第２の実施の形態に係る供給装置の側断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

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。

【0010】

［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に係る分解処理装置の側面図である。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。但し、以下の各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。

【0011】

図１は、第１の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、水プラズマ発生装置１１と、カバー部材１２と、供給装置１３とを備えて構成されている。

【0012】

水プラズマ発生装置１１は、スタンド１５を介して所定の高さ位置に支持されている。水プラズマ発生装置１１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。

【0013】

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。

【0014】

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。

【0015】

水プラズマ発生装置１１の前方には壁体３０が配置され、この壁体３０によって水プラズマ発生装置１１が設置される空間と、水プラズマによってガス化した対象物を処理する処理空間３１との間での気密性を維持している。処理空間３１では、図示省略したが、例えば、シャワー装置により高アルカリ性水を噴射し、ガス化した酸性ガスを中和させている。壁体３０には、筒状のカバー部材１２が貫通して設けられている。

【0016】

カバー部材１２は、水プラズマ発生装置１１の前方に配置され、水プラズマ発生装置１１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。壁体３０におけるカバー部材１２の貫通部分は全溶接され、壁体３０によってカバー部材１２が保持されるとともに、それらの間での気密性が保たれる。

【0017】

カバー部材１２は、円筒状に形成される筒本体部３３と、筒本体部３３の後端側（水プラズマ発生装置１１側）に形成される後方開口形成部３４と、筒本体部３３の前端側（水プラズマ発生装置１１と反対側）に形成される前方開口形成部３５とを備えている。筒本体部３３の軸線方向は、水プラズマ発生装置１１から離れるに従って低くなるように傾斜している。

【0018】

図２は、収容体及び供給装置を一部断面視した側面図である。図２に示すように、カバー部材１２を構成する筒本体部３３、後方開口形成部３４及び前方開口形成部３５は、二重構造となっており、その厚み内に冷却水が流れる単一の空間３６を形成している。この空間３６には、冷却水用の供給路３８と排出路３９とが連通している。供給路３８は、筒本体部３３の前方下端側に設けられ、排出路３９は、後方開口形成部３４の上端側に形成されている。カバー部材１２では、図示しないポンプを介して供給路３８から冷却水が供給され、空間３６内に導入される。そして、空間３６において供給路３８から排出路３９に流れる冷却水によって、水プラズマによって発生した熱が吸収され、カバー部材１２の冷却作用が得られる。

【0019】

図３Ａは、収容体及び供給装置を後方から見た図であり、図３Ｂは、収容体を前方から見た図である。図３Ａに示すように、後方開口形成部３４に形成される開口３４ａは、供給装置１３の一部を収容し得るよう、供給装置１３の形状に対応した開口形状に形成されている。図３Ｂに示すように、前方開口形成部３５に形成される開口３５ａは、前方開口形成部３５の上半部領域に形成されて下端部が水平方向に沿って延在している。従って、図１に示すように、カバー部材１２内における前方開口形成部３５と筒本体部３３との下側コーナー部に貯留空間４１が形成される。この貯留空間４１には、水プラズマによって分解処理されなかった有害廃棄物が貯留され、前方開口形成部３５の下部を貫通する通路４２を介して排出される。

【0020】

図４は、供給装置の概略斜視図である。供給装置１３は、前後方向に延びる筒状に形成された本体部４５と、本体部４５に接続されて該本体部４５の内部に粒状や粉状、液状の有害廃棄物（分解対象物）を供給する材料供給路４６とを備えている。また、供給装置１３は、本体部４５と材料供給路４６の一部とを冷却する冷却部４７を備えている。

【0021】

図５は、図４のＡ－Ａ線断面図である。図５に示すように、本体部４５は、内周面を形成する内側筒部５０と、外周面を形成する外側筒部５１とを備えた二重筒状に形成されている。内側筒部５０の前後両端側は、当該前後両端から中央に向かうに従って本体部４５の中心軸線に近付くテーパ面５０ａによって形成されている。テーパ面５０ａは、本体部４５の中心軸線に向かって膨らむように湾曲した形状に形成されている。

【0022】

図６は、図４のＢ－Ｂ線断面図である。図６に示すように、材料供給路４６は上下方向に延びる円筒状に形成されており、上端部が本体部４５の外側筒部５１を貫通して内側筒部５０の内部に開口しつつ連通している。材料供給路４６の上端部は、長円若しくは楕円形状となって前後方向に細長くなるように開口している（図５参照）。材料供給路４６の上端部と内側筒部５０との連通部分は全溶接され、それらの間での気密性、液密性が保たれる。

【0023】

材料供給路４６の下端部は、不図示の配管等を介して送出装置５３（図２参照）に接続されており、送出装置５３から粒状や粉状、液状の有害廃棄物が材料供給路４６に送出される。材料供給路４６に送出された有害廃棄物は、材料供給路４６の上端部から本体部４５の内部に供給されるようになる。なお、材料供給路４６には、不図示の循環手段を介してカバー部材１２の通路４２（図２参照）から排出された有害廃棄物も再度投入される。

【0024】

図４に戻り、冷却部４７は、材料供給路４６の上端側が貫通される接続管５５と、接続管５５に連通して左右方向に延びる供給管５６と、本体部４５における外側筒部５１の前側に連通する排出管５７とを備えている。

【0025】

排出管５７は、１本の管部材を２箇所位置で略直角方向に屈曲させた形状に設けられている。言い換えると、排出管５７は、一端部（左端部）が本体部４５に接続されて左右方向延びる横行部５７ａと、横行部５７ａの他端部（右端部）から後方に延出する後退部５７ｂと、後退部５７ｂの後端部から下方に延出する垂下部５７ｃとを備えている。横行部５７ａは、一端部（左端部）が本体部４５の外側筒部５１の前方外周部における上部位置に開口しつつ連通している。横行部５７ａの一端部と外側筒部５１との連通部分は全溶接され、それらの間での液密性が保たれる。

【0026】

図６に示すように、接続管５５は、材料供給路４６の上部における外周側との間に隙間を空けつつ覆うように設けられている。そして、接続管５５と材料供給路４６との間の空間は、本体部４５における内側筒部５０と外側筒部５１との間の空間に連通しており、これらの空間が冷却水が流れる冷却空間５９とされる。従って、冷却部４７は、該冷却空間５９と、冷却空間５９を形成する内側筒部５０及び外側筒部５１とを含んで構成される。冷却空間５９は、本体部４５と、材料供給路４６における本体部４５との接続箇所つまり材料供給路４６の上部領域とに亘る領域に形成される。

【0027】

接続管５５の上端部と外側筒部５１との連通部分は全溶接され、それらの間での液密性が保たれる。また、接続管５５の下端部は、材料供給路４６の外周面との間で閉塞性を保つように溶接等によって接続される。

【0028】

供給管５６は、一端部（右端部）が接続管５５の下端側外周部に開口しつつ連通している。供給管５６の一端部と接続管５５との連通部分は全溶接され、それらの間での液密性が保たれる。

【0029】

冷却部４７においては、図示しないポンプを介して供給管５６から冷却水が供給され、冷却空間５９内に導入される。そして、供給管５６から冷却空間５９を通じて排出管５７に冷却水が流れるようになる。この冷却水の流れにより、本体部４５と材料供給路４６の上部領域とにおいて、水プラズマによる熱が吸収され、それらについての冷却作用が得られる。

【0030】

図２及び図３に戻り、供給装置１３は、カバー部材１２における後方開口形成部３４の後面に支持部６０を介して支持されている。ここで、供給装置１３の接続管５５及び垂下部５７ｃ（図２では不図示）は、上下方向にそれぞれ延出し、且つ、それらの前端の前後位置が同一とされる（図５参照）。従って、接続管５５及び垂下部５７ｃの前端を後方開口形成部３４の後面にそれぞれ線接触するよう配置でき、この状態で支持部６０により支持することで供給装置１３を前後方向にて位置決め可能となる。

【0031】

支持部６０は、左右に延びる板状の押さえ部材６１と、押さえ部材６１の延出方向両側に設けられた締結部材６２とを備えている。締結部材６２はボルト等によって構成され、押さえ部材６１を貫通して後方開口形成部３４に螺合可能に設けられる。押さえ部材６１は、供給装置１３の接続管５５及び垂下部５７ｃの後端に当接し、この当接した状態で締結部材６２を締め付け操作することで、後方開口形成部３４との間に接続管５５及び垂下部５７ｃを挟み込んで供給装置１３を支持する。一方、この状態から、締結部材６２の締め付けを解除することで、押さえ部材６１及び供給装置１３を後方開口形成部３４から離脱して供給装置１３をカバー部材１２から取り外すことができる。つまり、支持部６０によって、カバー部材１２に供給装置１３を着脱自在に支持することが可能となる。

【0032】

次いで、チャンバ１７の内部構造について図７ないし図９を参照して説明する。図７は、チャンバの側断面図、図８は、チャンバの平面断面図、図９は、チャンバの縦断面図である。

【0033】

図７及び図８に示すように、水プラズマ発生装置１１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８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９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１１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７及び図８参照）。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１０参照）が発生するようになる。

【0040】

水プラズマ発生装置１１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による有害廃棄物の分解処理方法について、図１０を参照して説明する。図１０は、有害廃棄物の分解処理の説明図である。ここで、図１０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は、チャンバ１７の外部となる前方に離れて設けられ、本体部４５の中心軸線位置と噴射口７５の中心軸線位置とが、略同一直線状に並ぶように配置されている。

【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、チャンバ１７の噴射口７５前方に配置される本体部４５の内部に導入される。このとき、水プラズマのジェット気流Ｊの噴射方向は前後方向に沿う方向となり、筒状の本体部４５も前後方向に沿って延びるので、ジェット気流Ｊが本体部４５内に良好に導入される。また、供給装置１３では、材料供給路４６を通じて本体部４５内に有害廃棄物が供給される。そして、本体部４５の内部に導入された水プラズマのジェット気流Ｊによって、本体部４５内に供給された有害廃棄物が分解される。

【0044】

ここで、有害廃棄物としては、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。

【0045】

有害廃棄物の分解処理中において、カバー部材１２（図２参照）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。また、供給装置１３における本体部４５及び材料供給路４６にあっても、水プラズマのジェット気流Ｊ中或いは該ジェット気流Ｊに接近して位置するために多大なエネルギーを受けて加熱される。しかし、かかる加熱した部分に冷却部４７の冷却空間５９を形成し、該冷却空間５９に冷却水を通過させて冷却できるので、加熱されることによる損傷を効果的に抑制することができる。

【0046】

上記第１の実施の形態によれば、チャンバ１７から噴射される水プラズマによって有害廃棄物を分解するにあたり、筒状の本体部４５内に水プラズマを導入しつつ有害廃棄物を供給することができる。これにより、本体部４５で囲われた空間で供給した有害廃棄物の飛散を防ぐことができ、且つ、水プラズマの特に高温となる部分に有害廃棄物を供給して好条件で分解処理を行うことができる。その結果、供給した有害廃棄物をガス化した廃棄物に効率良く分解でき、該分解の確実性も高めることができる。

【0047】

また、供給装置１３は支持部６０を介してカバー部材１２に着脱自在に支持されるので、カバー部材１２を利用して供給装置１３を簡単な構造で位置決めでき、また、供給装置１３の交換等を容易に行うことができる。これにより、本体部４５の径寸法や長さ、材料供給路４６の径寸法が異なる供給装置１３を複数用意することで、有害廃棄物等の種々の条件に対応することが可能となる。

【0048】

更に、本体部４５にて水プラズマが導入される内周面にテーパ面５０ａを形成したので、水プラズマのジェット気流Ｊを本体部４５の中心軸線位置側に導くようにすることができ、これによっても、有害廃棄物を効率良く分解することができる。

【0049】

また、材料供給路４６における本体部４５への開口形状を水プラズマの噴射方向に細長くしたので、水プラズマの中心位置に有害廃棄物を集中して投入でき、有害廃棄物を高温でより良く分解処理できるようになる。なお、かかる開口形状は、前後方向に細長い長円若しくは楕円形状に限定されるものでなく、有害廃棄物を分解できる限りにおいて、円形や正方形、長方形状としたり、左右方向に細長い形状としてもよい。

【0050】

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について図１１及び図１２を参照して説明する。なお、以下の説明において、第１の実施の形態と同一若しくは同等の構成部分については同一符号を用いる場合があり、説明を省略若しくは簡略にする場合がある。

【0051】

図１１は、第２の実施の形態に係る供給装置を側断面視した概略斜視図である。図１２は、第２の実施の形態に係る供給装置の側断面図である。図１１及び図１２に示すように、第２の実施の形態では、第１の実施の形態に対し、材料供給路４６の上端部に供給口形成体１００が着脱自在に設けられている。なお、図１１及び図１２においては、供給管５６の図示を省略している。

【0052】

供給口形成体１００は、六角穴付止めねじを加工した形状に設けられる。供給口形成体１００は、上部に六角穴１０１ａが形成されて中心軸線が上下方向に向けられた軸部１０１と、軸部１０１の外周面に形成される雄ねじ部１０２（ねじの凹凸は図示省略）とを備えている。

【0053】

軸部１０１の下端部には、下方に向かって次第に広がるテーパ状の凹み部１０３が形成されている。そして凹み部１０３の上端と六角穴１０１ａの底部との間にて軸部１０１の中心軸線が重なる位置には、有害廃棄物（分解対象物）が流通する流路１０４が形成される。第２の実施の形態では、流路１０４は丸穴状に形成されている。

【0054】

材料供給路４６の上端部（本体部４５側の端部）における内周面には、雄ねじ部１０２に螺合する雌ねじ部１０６（ねじの凹凸は図示省略）が形成されている。雌ねじ部１０６の上下方向長さは、雄ねじ部１０２（軸部１０１）の上下方向長さと概略同一に形成され、雌ねじ部１０６の下端側には軸部１０１の下端部が着座する段部１０７が形成されている。よって、軸部１０１の下端が段部１０７に当接するまでねじ込んだ状態で、内側筒部５０の内周面及び材料供給路４６の上端から供給口形成体１００がはみ出さないように設けられる。

【0055】

段部１０７に形成された溝には、リング状の弾性体１０８が設けられている。弾性体１０８に軸部１０１の下端が圧接されることで、供給口形成体１００と材料供給路４６との気密性、液密性が良好に保たれ、雄ねじ部１０２及び雌ねじ部１０６の間での緩み防止を図ることができる。

【0056】

上記第２の実施の形態によれば、六角穴１０１ａに工具を差し込んで回転操作することで、材料供給路４６に螺合される供給口形成体１００を着脱自在とすることができ、供給口形成体１００を容易に交換することができる。これにより、有害廃棄物の分解処理にて流路１０４や供給口形成体１００が継時的に汚れるような場合でも、他の供給口形成体１００の交換にて対応でき、メンテナンスの容易化を図ることができる。

【0057】

また、流路１０４の開口形状や開口サイズが異なる供給口形成体１００を複数用意することで、種々の流路１０４を選択することができる。これにより、流路１０４を通じた有害廃棄物の供給量や供給態様を調整し、様々な有害廃棄物を効率良く確実に分解することができる。流路１０４の開口形状としては、前後方向や左右方向に細長い長円若しくは楕円形状や正方形、長方形状とすることが例示できる。

【0058】

なお、本発明は上記各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。

【0059】

例えば、上記各実施の形態では、供給装置１３にて本体部４５の下方から材料供給路４６を介して分解対象物を供給したが、本体部４５の上方に材料供給路４６を設けて上方から分解対象物を供給してもよい。

【0060】

また、供給装置１３を支持する構造は、チャンバ１７との位置関係を上述のように位置決めできる限りにおいて変更してもよい。但し、カバー部材１２に支持部６０を介して支持した方が、構成の簡略化を図ることができる点で有利となる。

【0061】

また、水プラズマ発生装置１１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。

【0062】

また、水プラズマ発生装置１１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】

【0063】

本発明は、水プラズマ発生装置から噴射された水プラズマによって分解対象物を効率良く分解処理することができる、という効果を得る。

【0064】

本出願は、２０１８年１１月８日出願の特願２０１８－２１０４６２に基づく。この内容は、全てここに含めておく。

【符号の説明】

【0065】

１０ 分解処理装置
１１ 水プラズマ発生装置
１２ カバー部材
１３ 供給装置
１６ 陰極
１７ チャンバ
１８ 陽極
４５ 本体部
４６ 材料供給路
４７ 冷却部
５０ａ テーパ面
５９ 冷却空間
６０ 支持部
７５ 噴射口
ＡＲ アーク放電

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】