【手続補正書】
【提出日】平成17年2月22日(2005.2.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水熱反応により被処理物をバッチ式で処理する水熱反応器であって、
開口部を上部に有し、上部開口部から被処理物を収容し、内部を水熱反応域とする筒状有底の反応器本体と、
反応器本体の上部開口部を開閉する蓋体と、
蓋体による反応器本体の上部開口部の開閉を迅速化する非ボルト締結型急速開閉機構と、
反応器本体の下部又は側部に接続され、超臨界水又は亜臨界水、及び必要に応じて酸化剤を供給する供給管と、
反応器本体の下部又は側部に接続され、処理流体を排出する排出管と
を備えていることを特徴とするバッチ式水熱反応器。
【請求項２】
急速開閉機構が、一体型クランプ方式であって、
反応器本体の内径と同じ直径の短円柱状の部材である蓋体の周囲に、相互に離隔して外歯歯車状に外方水平方向に突出する複数個の第１突出部を有する外歯部と、
外方に円環状に突出する鍔部を有して、反応器本体の上部開口部に設けられたフランジと、
縦断面で見て上部及び下部がそれぞれ円環状に内方に突出する円環部として形成され、上部と下部との間の中間部が外歯部の第１突出部及びフランジの鍔部の重ね合わせを嵌め込む凹部として形成され、上部円環部に内歯歯車状に第２突出部を備え、かつ下部円環部の内側面をフランジの鍔部の下面に接して反応器本体の上部開口部周りに回動自在に装着されたリング状の内歯部材と、
蓋体を昇降させる昇降機構と、
内歯部材を反応器本体の上部開口部周りに回動させる回動機構と
を備え、
内歯部材の第２突出部は、第１突出部と同じ数で第１突出部の先端幅より小さくない間隔で内方水平方向に突出し、かつ内歯部材は蓋体を反応器本体の上部開口部に装着した際、第２突出部の内側面が第１突出部の上面と同じ高さに位置することを特徴とする請求項１に記載のバッチ式水熱反応器。
【請求項３】
外歯歯車状に外方に突出する第３突出部が相互に離隔してフランジの鍔部に設けられ、かつ第３突出部と同じ数で第３突出部の先端幅より小さくない間隔で内歯歯車状に内方水平方向に突出した第４突出部が内歯部材の下部円環部に設けられ、
内歯部材を反応器本体に装着する際、フランジの第３突出部同士の間から内歯部材の第４突出部を送入することにより内歯部材を反応器本体に装着することを特徴とする請求項２に記載のバッチ式水熱反応器。
【請求項４】
蓋体を反応器本体の上部開口部に装着して反応器本体を閉止する際には、内歯部材の第２突出部同士の間隙から蓋体の外歯部の第１突出部を昇降機構によって下降させて外歯部を内歯部材の下側に位置させ、次いで回動機構によって内歯部材を回動して内歯部材の第２突出部の内側面を外歯部の第１突出部の上面に接触させて、内歯部材の凹部に外歯部及びフランジを嵌め込むことにより、蓋体を反応器本体の上部開口部に固定するとともに反応器本体を閉止し、
蓋体を反応器本体の上部開口部から取り外して反応器本体を開放する際には、回動機構によって内歯部材を回動して内歯部材の第２突出部の内側面と蓋体の外歯部の第１突出部の上面との接触及び外歯部及びフランジの内歯部材の凹部への嵌め込みを解除し、次いで内歯部材の第２突出部同士の間隙から外歯部の第１突出部を上昇させて蓋体を上方に取り外すことを特徴とする請求項２又は３に記載のバッチ式水熱反応器。
【請求項５】
急速開閉機構がクランプ式開閉機構であることを特徴とする請求項１に記載のバッチ式水熱反応器。
【請求項６】
蓋体の下部は反応器本体の内径と同じ直径の封止部として構成され、封止部の外周面にはＯ−リングタイプのパッキン又はオムニシールタイプのパッキンが封止体として設けられ、
蓋体による反応器本体の閉止時には、封止部を反応器本体に嵌入して反応器本体を封止することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のバッチ式水熱反応器。
【請求項７】
複数本のリング状のパッキンが封止体として封止部の下部から上部に離隔して設けられていることを特徴とする請求項６に記載のバッチ式水熱反応器。
【請求項８】
パッキンによる封止から漏れ出た流体の有無を検出するために、外部と連通する連通管がウイープホールとしてパッキンとパッキンとの間の封止部の外周面に開口していることを特徴とする請求項７に記載のバッチ式水熱反応器。
【請求項９】
冷却水により封止部を冷却してパッキンの温度をパッキンの許容温度以下に維持する冷却ジャケットが、蓋体の封止部に設けられていることを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載のバッチ式水熱反応器。
【請求項１０】
反応器を構成する反応器本体及び蓋体をそれぞれ水熱反応の圧力を保持する圧力容器として形成し、かつ内部を水熱反応域とする反応カートリッジを反応器内に設けて、反応器を二重筒型反応器として構成し、
圧力バランス用流体を反応器と反応カートリッジとの間に送入して、反応器内の圧力と反応カートリッジ内の圧力を所定圧力差に維持することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のバッチ式水熱反応器。
【請求項１１】
反応カートリッジが密閉型容器であって、超臨界水又は亜臨界水、及び必要に応じて酸化剤を供給する供給管が、反応器本体の下部又は側部を貫通して反応カートリッジの底部に接続され、かつ供給管の出口開口には分散板が設けられ、
処理流体を排出するために、反応カートリッジ内の上部に入口開口を有する排出管が、反応カートリッジ内を経て反応カートリッジの底部を貫通し、更に反応器本体の下部又は側部を貫通する外部接続口に接続されていることを特徴とする請求項１０に記載のバッチ式水熱反応器。
【請求項１２】
反応カートリッジの外側に内部加熱器が設けられていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載のバッチ式水熱反応器。
【請求項１３】
断熱材からなる断熱壁が内部加熱器の外側に沿って及び反応器本体の内壁に沿って設けてあることを特徴とする請求項１２に記載のバッチ式水熱反応器。
【請求項１４】
筒状隔壁体が反応カートリッジと反応器本体との間の環状空間に反応カートリッジと同芯状に設けられ、
圧力バランス用空気が反応器本体と隔壁体との間の環状空間に導入され、次いで隔壁体と反応カートリッジとの間を流れ下りて空気断熱層を形成すると共に反応器本体内の圧力と反応カートリッジ内の圧力を所定圧力差に維持しつつ反応カートリッジに導入されることなく反応器本体から外部に排出されることを特徴とする請求項１０から１３のいずれか１項に記載のバッチ式水熱反応器。
【請求項１５】
被処理物が固形物のときには、通液性が高く、フィルタ機能を有する出し入れ自在の固形物保持カートリッジを備え、有機性有害物を含む固形物を固形物保持カートリッジに収容して水熱反応域に保持することを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載のバッチ式水熱反応器。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか１項に記載のバッチ式水熱反応器を備えていることを特徴とする水熱反応装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
反応器８１は、蓋体８１ａと反応器本体８１ｂとから構成され、処理対象固形物を内部に収容して超臨界水処理を施す、開閉自在なオートクレーブ式の反応器であって、容器内部に処理対象固形物を支持し、生成反応物及び超臨界水を通過させる目板状の支持板８４を有する。
蓋体８１ａは、蓋体８１ａ及び反応器本体８１ｂのフランジ同士のボルト締結により反応器本体８１ｂに連結されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
気液分離器９２は、処理流体を気液分離してガス成分と水成分とに分離する。ガス成分は、気液分離器９２の頂部に接続されたガス放出管９５を経て大気に放出されるか、又は次の処理工程、例えばＣＯガスが許容量以上の濃度でガス中に含まれている場合には、ＣＯコンバータに送られる。
気液分離器９２の圧力を制御する圧力制御装置９３は、ガス放出管９５に設けられた圧力計９６の圧力測定値に基づいて、圧力調節弁９７の弁開度を調節して気液分離器９２の圧力、従って反応器８１内の圧力が所定圧力になるように制御する。また、ガス成分中のＣＯガス濃度を測定するために、ガス放出管９５にはＣＯ濃度計９８が設けてある。
気液分離器９２内の水成分は、ブースタ・ポンプ９４によって昇圧され、循環水として送水管９９を経由して送水管８９に送水される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
以上の説明では、超臨界水反応装置に用いる反応器を例に上げて説明したが、これは超臨界水反応装置に用いる反応器に限る問題ではなく、例えば水熱反応による反応器全般に該当する問題である。
水熱反応とは、高温高圧水、例えば温度１８０℃以上、圧力１ＭＰａ以上の熱水を用いる反応を言う。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
本実施態様の急速開閉機構は、蓋体の開閉に際し、以下のように動作する。
つまり、蓋体を反応器本体の上部開口部に装着して反応器本体を閉止する際には、内歯部材の第２突出部同士の間隙から蓋体の外歯部の第１突出部を昇降機構によって下降させて外歯部を内歯部材の下側に位置させ、次いで回動機構によって内歯部材を回動して内歯部材の第２突出部の内側面を外歯部の第１突出部の上面に接触させて、内歯部材の凹部に外歯部及びフランジを嵌め込むことにより、蓋体を反応器本体の上部開口部に固定するとともに反応器本体を閉止し、
蓋体を反応器本体の上部開口部から取り外して反応器本体を開放する際には、回動機構によって内歯部材を回動して内歯部材の第２突出部の内側面と蓋体の外歯部の第１突出部の上面との接触及び外歯部及びフランジの内歯部材の凹部への嵌め込みを解除し、次いで内歯部材の第２突出部同士の間隙から外歯部の第１突出部を上昇させて蓋体を上方に取り外す。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
外歯部５４は、蓋体１８の大径部１８ａの外周に設けられていて、水平方向に突出する１２個の肉厚の厚い第１突出部５４ａを大径部１８ａの外周に等間隔で外歯歯車状に備えている。
第１突出部５４ａは、図２（ｂ）に示すように、蓋体１８の半径方向を対称軸として左右対称な形状の台形であって、先端の幅が基端の幅より僅かに小さく、先端の両端及び基端の両端にアールを設けた形状である。第１突出部５４ａ同士の間隔は先端幅に等しく、従って先端の幅＋基端の幅の１２倍が大径部１８ａの円周に等しくなっている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
第１パッキン６０と第２パッキン６２との間には、外部に連通する連通管６４がウイープホールとして開口し、第１パッキン６０による封止から漏れ出た流体を圧力計６６で検出することができる。
また、連通管６４の外部開口端には開閉弁６８が設けてあり、開閉弁６８を開放して漏れ出た流体を外部に排出するようになっている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
冷却ジャケット板５８ｂには、第１パッキン６０及び第２パッキン６２の温度が許容温度以上に上昇しないように、小径部１８ｂを冷却する冷却水流路７０が冷却ジャケット板５８ｂに沿ってコイル状に設けられている。
冷却水流路７０は、冷却ジャケット板５８ｂに設けられた溝と小径部本体５８ａの下面とから構成され、流入管７２からパッキン冷却用の水温の低い冷却水を第１パッキン６０に近い位置に送水して冷却水流路７０に流し、水温が高くなった冷却水を中央の流出管７４から排水するようになっている。
また、冷却水流路７０と第１パッキン６０との間には、パッキン溝が設けられ、封止用パッキン７６が装着されている。これにより、冷却水の圧力を反応器１０内の圧力から絶縁することができるので、冷却水の所要圧力を低い圧力に維持することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
内歯部材５６は、図３（ａ）に示すように、反応器本体１６の上部開口部に装着されたリング状の部材である。
内歯部材５６は、図３（ａ）に示すように、縦断面で見て上部円環部５７ａ及び下部円環部５７ｂがそれぞれ円環状に内方に突出する円環部として形成され、上部と下部との間の中間部５７ｃが外歯部５４の第１突出部５４ａ及びフランジ５５の鍔部５５ａの重ね合わせを嵌め込む凹部として形成されている。
そして、内歯部材５６は、反応器本体１６に設けられた支持機構５９によって支持され、下部円環部５７ｂの内側面をフランジ５５の鍔部５６ａの下面に接して反応器本体１６の上部開口部周りに回動自在に装着されている。
支持機構５９は、内歯部材５６の下部円環部５７ｂの外側面に接する複数個の回転自在なローラ５９ａと、ローラ５９ａを回転自在に支持する軸受け部５９ｂと、反応器本体１６に取り付けられた支持体５９ｃとで構成されていて、反応器本体１６の周りに少なくとも３個が等間隔で設けてある。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
フランジ５５は、反応器本体１６の上部開口部に設けられたフランジであって、図示しないが、外歯歯車状に外方に突出する第３突出部が相互に離隔してフランジ５５の鍔部５５ａに設けられている。
また、第３突出部と同じ数で第３突出部の先端幅より小さくない間隔で内歯歯車状に内方水平方向に突出した第４突出部（図示せず）が内歯部材５６の下部円環部５７ｂに設けられている。
内歯部材５６を反応器本体１６に装着する際には、フランジ５５の第３突出部同士の間から内歯部材５６の第４突出部を送入することにより、内歯部材５６を反応器本体１６に装着する。
これにより、内歯部材５６を例えば半割り状の２個の部材に分割し、半割り部材の端部をボルト結合して反応器本体１６に装着する代わりに、リング状の内歯部材５６をそのままの形態で容易に反応器本体１６に装着することができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
蓋体１８を反応器本体１６の上部開口に装着して反応器本体１６を閉止するときには、蓋体１８を昇降機構によって下降させる。その際、図１に示すように、内歯部材５６の第２突出部５６ａ同士の間隙から外歯部５４の第１突出部５４ａを下降させて外歯部５４を内歯部材５６の下側に位置させる。
次いで、回動機構によって内歯部材５６を回動して内歯部材５６の第２突出部５６ａの内側面を外歯部５４の第１突出部５４ａの上面に接触させて、内歯部材５６の凹部５７ｃを外歯部５４及びフランジ５５に嵌め込み、固定することにより、蓋体１８を反応器本体１６の上部開口部に固定するとともに反応器本体を閉止する。