(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水の解離、電離によってジェット気流となる水プラズマを噴射する水プラズマ発生装置の陰極と陽極との間に配置され、それらの間で発生するアーク放電が通過するための空洞を備えた渦水流を形成する渦水流発生器であって、
前記渦水流を内周に沿って形成させる筒状部と、
前記筒状部の内周から突出する中間仕切部と、
前記筒状部の一端側に形成されて前記陰極に対向する一端側仕切部と、
前記筒状部の他端側に形成される他端側仕切部とを備え、
前記各仕切部は、前記筒状部の中心軸線を含む位置に開口部をそれぞれ備え、これら開口部の開口形状は異なる大きさに形成され、
前記中間仕切部及び前記他端側仕切部の前記陰極側の面は、前記中心軸線に近付くに従って前記陰極から離れるテーパ面によって形成され、
前記テーパ面と前記開口部の内周面との間には円弧状の面取り部が形成されていることを特徴とする渦水流発生器。
【請求項２】
前記中間仕切部及び前記他端側仕切部の開口部は、前記陰極から離れる並び順に応じて次第に大きくなる開口形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の渦水流発生器。
【請求項３】
前記中間仕切部は、複数設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の渦水流発生器。
【請求項４】
前記テーパ面は椀状面に沿って凹むように湾曲していることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の渦水流発生器。
【請求項５】
前記筒状部には、その外部から内部に水が通過する通路が形成され、
前記通路及び筒状部は円筒内周面をそれぞれ備え、前記筒状部の接線位置に前記通路の内周面が線状に重なっていることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載の渦水流発生器。
【請求項６】
前記通路は、隣り合う前記仕切部の間に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の渦水流発生器。
【請求項７】
前記通路は、前記中心軸線の延出方向同一位置にて前記筒状部の周方向に複数形成されていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の渦水流発生器。
【請求項８】
前記各仕切部は、前記筒状部に対して着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項７の何れかに記載の渦水流発生器。
【請求項９】
前記請求項１ないし請求項８の何れかに記載の渦水流発生器と、当該渦水流発生器を収容するチャンバと、アーク放電を発生させる陽極及び陰極とを備え、
前記渦水流発生器は、前記陰極と陽極との間に配置され、それらの間で発生するアーク放電が通過する渦水流を形成することを特徴とする水プラズマ発生装置。
【請求項１０】
前記請求項９に記載の水プラズマ発生装置と、当該水プラズマ発生装置が噴射した水プラズマに分解対象物を供給する供給装置とを備えていることを特徴とする分解処理装置。
【請求項１１】
前記請求項１０に記載の分解処理装置をトラックの荷台に搭載して構成されることを特徴とする分解処理装置搭載車両。
【請求項１２】
前記請求項１１に記載の水プラズマ発生装置が噴射した水プラズマに分解対象物を供給して当該分解対象物を分解処理することを特徴とする分解処理方法。
【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するために用いられる渦水流発生器、水プラズマ発生装置、分解処理装置、分解処理装置搭載車両及び分解処理方法に関する。
【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。水プラズマジェット気流は水プラズマバーナより噴射され、この水プラズマバーナは、アーク放電を発生させるための陰極及び陽極と、陰極の端部側に配置されて渦水流を形成するチャンバとを備えている。
【０００３】
水プラズマバーナのチャンバは、円筒状をなして高圧水が導入される筒状部と、筒状部の両端部及び内周にそれぞれ形成される仕切部とを備え、導入された高圧水の流れを筒状部の内周面に沿わせることで渦水流を形成する。各仕切部には、筒状部の中心軸線位置に開口部が形成され、渦水流となった高圧水は、一部が水プラズマとなり、それ以外は各開口部を通じて筒状部の外部に排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
前記水プラズマバーナでは、渦水流の中心の空洞を通じてアーク放電が行われることで水プラズマが噴射される。従って、チャンバに高圧水を導入しても空洞が形成されないと、アーク放電が発生しなくなり、ひいては水プラズマを噴射できなくなる。この点において、本発明者は、試行錯誤を繰り返しながら鋭意研究を積み重ね、渦水流の空洞を安定して形成させるには、各仕切部における開口部の形状の重要性が高いことを知見した。つまり、特許文献１のように各開口部が同一形状に形成されるよりも、水プラズマを安定して噴射できる開口部を見出した。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、水プラズマの噴射の安定化を図ることができる渦水流発生器、水プラズマ発生装置、分解処理装置、分解処理装置搭載車両及び分解処理方法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】
【０００７】
本発明の渦水流発生器は、水の解離、電離によってジェット気流となる水プラズマを噴射する水プラズマ発生装置の陰極と陽極との間に配置され、それらの間で発生するアーク放電が通過するための空洞を備えた渦水流を形成する渦水流発生器であって、前記渦水流を内周に沿って形成させる筒状部と、前記筒状部の内周から突出する中間仕切部と、前記筒状部の一端側に形成されて前記陰極に対向する一端側仕切部と、前記筒状部の他端側に形成される他端側仕切部とを備え、前記各仕切部は、前記筒状部の中心軸線を含む位置に開口部をそれぞれ備え、これら開口部の開口形状は異なる大きさに形成され、前記中間仕切部及び前記他端側仕切部の前記陰極側の面は、前記中心軸線に近付くに従って前記陰極から離れるテーパ面によって形成され、前記テーパ面と前記開口部の内周面との間には円弧状の面取り部が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、筒状部の中心軸線を含む位置に並んで形成される複数の開口部の開口形状が異なる大きさに形成されるので、仕切部を跨って流れる水の量について調整の自由度を高めることができる。これにより、渦水流に空洞が良好に形成されるように種々のバリエーションの開口形状を採用することができ、水プラズマを安定して噴射することができる。また、円弧状の面取り部を形成することで、渦水流の流れに対する抵抗を抑制して渦水流の空洞をより良く形成することができる。
【０００９】
前記渦水流発生器において、前記中間仕切部及び前記他端側仕切部の開口部は、前記陰極から離れるに従って次第に大きくなる開口形状に形成されているとよい。この構成では、水プラズマの噴射側に近付くに従って開口部の開口形状が次第に大きくなって筒状部内に錘状となる空間が形成される。これにより、渦水流の空洞を安定して形成することができ、その理由は水プラズマの噴射側に向かって水が流れ易くなったからであると推測される。
【００１０】
前記渦水流発生器において、前記中間仕切部は、複数設けられているとよい。この構成では、筒状部内を複数の空間に仕切って渦水流を形成することができる。
【００１１】
前記テーパ面は椀状面に沿って凹むように湾曲しているとよい。
【００１２】
前記渦水流発生器において、前記テーパ面と前記開口部の内周面との間には円弧状の面取り部が形成されているとよい。このようにテーパ面を湾曲することで、渦水流の流れに対する抵抗を抑制して渦水流の空洞をより良く形成することができる。
【００１３】
前記渦水流発生器において、前記筒状部には、その外部から内部に水が通過する通路が形成され、前記通路及び筒状部は円筒内周面をそれぞれ備え、前記筒状部の接線位置に前記通路の内周面が線状に重なっているとよい。この構成では、通路から流れ込む水を筒状部の円筒内周面に滑らかに沿わせて渦水流の安定形成に寄与することができる。
【００１４】
前記渦水流発生器において、前記通路は、隣り合う前記仕切部の間に形成されているとよい。この構成では、仕切部で挟まれた狭い空間で水流を旋回させることができる。
【００１５】
前記渦水流発生器において、前記通路は、前記中心軸線の延出方向同一位置にて前記筒状部の周方向に複数形成されているとよい。この構成では、通路が形成された位置において筒状部の周方向複数箇所から水を流し込んで渦水流を安定して形成することができる。
【００１６】
前記渦水流発生器において、前記各仕切部は、前記筒状部に対して着脱可能に設けられているとよい。この構成では、仕切部を容易に交換することができ、メンテナンスや調整作業等を行い易くすることができる。
【００１７】
本発明の水プラズマ発生装置は、前記渦水流発生器と、当該渦水流発生器を収容するチャンバと、アーク放電を発生させる陽極及び陰極とを備え、前記渦水流発生器は、前記陰極と陽極との間に配置され、それらの間で発生するアーク放電が通過する渦水流を形成することを特徴とする。
【００１８】
本発明の分解処理装置は、前記水プラズマ発生装置と、当該水プラズマ発生装置が噴射した水プラズマに分解対象物を供給する供給装置とを備えていることを特徴とする。
【００１９】
本発明の分解処理装置搭載車両は、前記分解処理装置をトラックの荷台に搭載して構成されることを特徴とする。
【００２０】
本発明の分解処理方法は、前記水プラズマ発生装置が噴射した水プラズマに分解対象物を供給して当該分解対象物を分解処理することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、複数の開口部の開口形状が異なる大きさに形成されるので、渦水流の空洞を安定して形成することができ、水プラズマの噴射の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施の形態に係る分解処理装置搭載車両の側面図である。
【図２】荷台の内部を透視した車両の平面図である。
【図３】荷台の内部を左右方向中央位置で透視した車両の左側面図である。
【図４】荷台の内部を左寄りの位置で透視した車両の左側面図である。
【図５】処理室の内部を上下方向中央位置で透視した車両の平面図である。
【図６】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７】収容体の側断面図である。
【図８】図８Ａは、収容体を後方から見た図であり、図８Ｂは、収容体を前方から見た図である。
【図９】第１及び第２ノズルの先端位置の説明図である。
【図１０】第１及び第２ノズルの内部構造を示す断面図である。
【図１１】チャンバの側断面図である。
【図１２】チャンバの平面断面図である。
【図１３】チャンバの縦断面図である。
【図１４】チャンバの一部と渦水流発生器の分解縦断面図である。
【図１５】渦水流発生器の分解縦断面図である。
【図１６】渦水流発生器の一部の分解斜視図である。
【図１７】図１１を一部拡大した渦水流を説明するための図である。
【図１８】アーク放電及び水プラズマの発生状態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
図１は、実施の形態に係る分解処理装置搭載車両の側面図である。なお、以下の説明において、特に明示しない限り、「左」、「右」、「前」、「後」は、車体に対する向きであり、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。
【００２５】
図１に示すように、分解処理装置搭載車両（以下、「車両」と称する）１０はトラックを基本構造としており、車両前方にキャビン１１が設けられ、キャビン１１の後方に前後方向に延在する荷台１２が設けられている。キャビン１１の下部には前輪１４及び後輪１５を駆動するためのエンジン１３が設置されている。荷台１２には、前後方向に３つの区画が形成され、前方から後方に向かって順に、発電エリア１２Ａと、プラズマ処理エリア１２Ｂと、作業エリア１２Ｃとを備えている。
【００２６】
続いて、発電エリア１２Ａの各構成について説明する。図２は、荷台の内部を透視した車両の平面図である。図２に示すように、車両１０は、発電エリア１２Ａにおいて、左右に並んで配置された直流発電機１７及び交流発電機１８を備えている。発電エリア１２Ａでは、直流発電機１７及び交流発電機１８の前後及び左右方向が周壁２０によって囲われている。また、発電エリア１２Ａでは、直流発電機１７及び交流発電機１８の上方に、後述する排気部２１（図３参照）が設けられ、車両走行時等において排気部２１と周壁２０とによって発電エリア１２Ａを閉塞した空間を形成する。左右両側の周壁２０は、ウィングボディとして開閉され、発電エリア１２Ａ内を外部に開放し、各発電機１７、１８を外部に露出可能となっている。交流発電機１８は、図１に示すエンジン１３とは別のエンジンを搭載し、このエンジンの出力を利用して交流電力を発電するものである。
【００２７】
図３は、荷台の内部を左右方向中央位置で透視した車両の左側面図である。直流発電機１７は、エンジン１３の出力を利用して発電するものである。具体的には、図３に示すように、エンジン１３の駆動によってプロペラシャフト２２が回転され、この回転がギヤボックス２３を介して直流発電機１７の入力軸を回転させて直流電力が発電される。このように、交流及び直流電力を発電可能とすることで、電源設備のない保管場所においても、後述する水プラズマ発生装置等の各機器を作動させることができる。
【００２８】
次いで、プラズマ処理エリア１２Ｂの各構成について説明する。図４は、荷台の内部を左寄りの位置で透視した車両の左側面図である。図２及び図４に示すように、車両１０は、プラズマ処理エリア１２Ｂにおいて、閉塞した空間となる処理室２５を備えている。また、車両１０は、処理室２５内に、前後に並んで配置された水プラズマ発生装置２７及び排気処理装置２８を更に備えている。水プラズマ発生装置２７は、直流発電機１７（図４では不図示）から直流電力が供給されて直流アークを発生（アーク放電）させる。この直流アークの発生によって、水プラズマ発生装置２７内に供給された水が解離、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が噴射される。水プラズマ発生装置２７の詳細な構成は後述する。
【００２９】
水プラズマ発生装置２７から噴射される水プラズマのジェット気流には、後述する供給装置を介して有害廃棄物（分解対象物）が投入される。水プラズマのジェット気流は、極めて高温で超高速な流体となり、この流体内に投入された有害廃棄物の有害物質は、瞬時に分解されてプラズマ化してからガスになる。
【００３０】
排気処理装置２８は、水プラズマ発生装置２７の水プラズマ噴射下流側、すなわち、水プラズマ発生装置２７の前方に設けられる。排気処理装置２８は、水プラズマによってガス化した分子を処理するものであり、酸性となったガスは強アルカリ性水を介して中和され、無害となったガスは上方の排気部２１（図２では不図示）に排出される。排気部２１は、複数のファンを備えて発電エリア１２Ａの上部を排気用の通路とし、発電エリア１２Ａの前方からガスを排出する。排気処理装置２８の詳細な構成は後述する。
【００３１】
図５は、処理室の内部を上下方向中央位置で透視した車両の平面図である。図２、図３及び図５に示すように、処理室２５内の前方寄りの位置には、供給ポンプ３１（図５では不図示）と真空ポンプ３２（図２では不図示）とが上下に並設されている。上段の供給ポンプ３１は、水プラズマ発生装置２７に冷却水及びプラズマ用水を供給するものであり、プラズマ用水は、更に高圧ポンプ３３（図５では不図示）によって高圧水として圧送される。真空ポンプ３２は、水プラズマ発生装置２７から冷却水及びプラズマ用水を排出するために吸引する。真空ポンプ３２では水と空気とが混合された状態で吸引するため、混合された水と空気とが気液分離器３５に送出されて分離される。各ポンプ３１〜３３及び気液分離器３５は、交流発電機１８から供給された交流電力によって駆動する。
【００３２】
各ポンプ３１〜３３と水プラズマ発生装置２７とを接続する配管（不図示）の経路においては、図２及び図４に示すように、サージタンク３７が設けられている。かかるサージタンク３７を介して各ポンプ３１〜３３による水圧の変化（脈動）が抑制され、安定した水圧によって水プラズマ発生装置２７への冷却水及びプラズマ用水の供給及び排出が行えるようになる。
【００３３】
水プラズマ発生装置２７の冷却水及びプラズマ用水は、図３及び図５に示す水槽４０に貯留され、各ポンプ３１〜３３によって循環されて利用される。なお、冷却水及びプラズマ用水は、水プラズマ発生装置２７に供給する際の水圧が異なるだけで同じ水が利用される。真空ポンプ３２で吸引し気液分離器３５によって分離された水（冷却水及びプラズマ用水）は水槽４０内に流れ込む。水槽４０は、処理室２５の後半部領域における床部分を二重床構造とし、かかる二重床によって形成される空間内に設置される。水槽４０は、前後に２列、左右に４列の合計８体設けられ、図５の矢印で示すように、各水槽４０によって蛇行して水が流れる。それぞれの水槽４０がパイプ等で接続される。そして、全ての水槽４０を流れた水は、荷台１２の下方であって後輪１５の前方に配置されたラジエータ４１を介してタンク４２内に流れ込む。かかる水の流れにおいて、水プラズマ発生装置２７で加熱された水が冷却され、供給ポンプ３１を介して再度水プラズマ発生装置２７に供給される。
【００３４】
なお、水プラズマ発生装置２７は、図４に示すように、水槽４０の上方に設置されているので、水プラズマ発生装置２７から発せられる音が水槽４０内の水によって減衰するよう防音効果が得られる。
【００３５】
図２に示すように、処理室２５を形成する後方の壁体には左右にそれぞれ出入口４７が設けられ、これら出入口４７を開閉するドア４８が設けられている。従って、出入口４７を通じて作業者が、処理室２５内と処理室２５の後方における荷台１２上のスペースとで出入り可能となっている。
【００３６】
次いで、作業エリア１２Ｃの各構成について説明する。図２及び図４に示すように、車両１０は、開放した空間となる作業エリア１２Ｃにおいて、荷台１２上に設置された供給装置５０を更に備えている。供給装置５０は、コンプレッサ５１と、コンプレッサ５１による圧縮エアーを貯留するエアータンク５２と、エアータンク５２内の圧縮エアーによって粉状の有害廃棄物を搬送する粉体搬送装置５３と、エアータンク５２内の圧縮エアーによって液状の有害廃棄物を搬送する液体搬送装置５４とを備えている。供給装置５０は、処理室２５内に後述するノズル１１０、１１１（図７参照）を更に備え、ノズル１１０、１１１は、不図示の配管を介して粉体搬送装置５３及び液体搬送装置５４から送出される有害廃棄物を水プラズマ発生装置２７から噴射される水プラズマに投入する。
【００３７】
作業エリア１２Ｃにおいて、荷台１２の左右両側には側あおり板５６がそれぞれ設けられる。側あおり板５６は、下端部において荷台１２にヒンジ連結され、起立位置と水平位置との間で回転可能となっている。水平位置とした側あおり板５６は、荷台１２と同一面上に位置するようになり、作業エリア１２Ｃにおいて荷台１２と共に床面として作業スペースを形成する。起立位置とした各側あおり板５６の内面には、はしご部５７（図４では不図示）がそれぞれ設けられ、各はしご部５７の前端部は、側あおり板５６の前端部に回転可能に連結されている。従って、側あおり板５６を水平位置としてから、はしご部５７の後端が前方に位置するよう回転して接地させることで、作業者がはしご部５７を介して荷台１２と地面との間を容易に昇降できるようになる。
【００３８】
ここで、図６に示すように、上述した水プラズマ発生装置２７、排気処理装置２８及び供給装置５０を含んで有害廃棄物を分解処理することができる分解処理装置６０が構成される。以下、本実施の形態の分解処理装置６０の各構成について説明する。図６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。
【００３９】
水プラズマ発生装置２７は、スタンド７０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２７は、前後に延びる陰極７１と、陰極７１の前端側が挿入されるチャンバ７２と、チャンバ７２の斜め下前方に設けられる鉄製円板状の陽極７３と、陽極７３を支持する陽極支持部７５とを備えて構成されている。
【００４０】
陰極７１は、炭素からなる丸棒によって形成され、送りねじ軸機構７６を介して前後方向に変位してチャンバ７２への挿入量を調整可能となっている。チャンバ７２は、陽極支持部７５の上方に支持板７８を介して支持されている。陽極支持部７５の後端には、前後に延びる延長筒体７９が連結され、延長筒体７９の後端にはモータ８０が設けられている。モータ８０の駆動力は、延長筒体７９及び陽極支持部７５を通じて陽極７３に伝達され、陽極７３が回転可能に設けられている。
【００４１】
チャンバ７２には、供給ポンプ３１を介して冷却水が供給され、また、高圧ポンプ３３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７２の前端側から水プラズマとして噴射される。チャンバ７２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３２を介して吸引される。陽極支持部７５においても、陽極７３の内部を流す冷却水が供給ポンプ３１を介して供給され、陽極７３にて吸熱を行った冷却水が真空ポンプ３２を介して吸引される。
【００４２】
排気処理装置２８は、箱状の筐体８３と、筐体８３の下部に設けられるとともに上部を開放して高アルカリ性水を貯留する水槽８４を荷台１２上に備えている。排気処理装置２８は、筐体８３内であって水槽８４の上方にガス化した廃棄物を処理する処理空間８５を形成している。また、排気処理装置２８は、処理空間８５内に設けられるシャワー装置８７及びパネル体８８を更に備えている。
【００４３】
水槽８４の内部には、吸水口９０が設けられ、吸水口９０から図示しないポンプ９１（図２参照）の作動によって水槽８４内の高アルカリ性水がシャワー装置８７に供給される。シャワー装置８７は、供給された高アルカリ性水を処理空間８５内で噴射し、ガス化した酸性ガスを中和させる。中和された分子は、排気部２１によって外部に排出される。また、水槽８４内の高アルカリ性水は、吸水口９０からパネル体８８上部の供給口９２にも汲み上げられ、汲み上げられた高アルカリ性水はパネル体８８の後面全体を伝って水槽８４に流れ落ちる。この高アルカリ性水の流れによって、上述と同様に酸性ガスとの中和が行われ、また、水プラズマによって発生した熱が吸収されて排気処理装置２８全体の冷却作用が得られる。
【００４４】
排気処理装置２８と水プラズマ発生装置２７とは、壁体９３を隔てて配置されている。壁体９３は、排気処理装置２８の処理空間８５を後方から閉塞し、処理空間８５の内部と、外部の水プラズマ発生装置２７が設置される空間とを仕切ってそれらの間での気密性が維持される。
【００４５】
ここで、壁体９３には、筒状の収容体９５が貫通して設けられ、収容体９５はチャンバ７２の後述する噴射口側となる前端側と陽極７３とを収容している。これにより、収容体に９５によって水プラズマ発生装置２７から噴射される水プラズマのジェット気流がカバーされる。壁体９３における収容体９５の貫通部分は全溶接され、壁体９３によって収容体９５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。収容体９５は、円筒状に形成される筒本体部９６と、筒本体部９６の一端側（水プラズマ発生装置２７側）に形成される後方開口形成部９７と、筒本体部９６の他端側（排気処理装置２８側）に形成される前方開口形成部９８とを備えている。筒本体部９６の軸線方向は、水プラズマ発生装置２７側より排気処理装置２８側の方が低くなるように傾斜している。
【００４６】
図７は、収容体の側断面図である。図７に示すように、収容体９５を構成する筒本体部９６、後方開口形成部９７及び前方開口形成部９８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１００を形成している。この空間１００には、冷却水用の供給路１０２と排出路１０３とが連通している。供給路１０２は、筒本体部９６の前方下端側に設けられ、排出路１０３は、後方開口形成部９７の上端側に形成されている。収容体９５では、図示しないポンプを介して供給路１０２から冷却水が供給され、空間１００内に導入される。そして、空間１００において供給路１０２から排出路１０３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、収容体９５の冷却作用が得られる。
【００４７】
図８Ａは、収容体を後方から見た図であり、図８Ｂは、収容体を前方から見た図である。図８Ａに示すように、後方開口形成部９７に形成される開口９７ａは、陽極７３とチャンバ７２の前端側とを収容し得るよう、それらに対応した開口形状に形成されている。図８Ｂに示すように、前方開口形成部９８に形成される開口９８ａは、前方開口形成部９８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６に示すように、収容体９５内における前方開口形成部９８と筒本体部９６との下側コーナー部に貯留空間１０５が形成される。この貯留空間１０５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９８の下部を貫通する通路１０６を介して排出される。
【００４８】
図７に戻り、収容体９５には、供給装置５０（図４参照）を構成する第１ノズル１１０が貫通して支持されている。本実施の形態では、第１ノズル１１０は収容体９５の上部に装着され、先端が下向きとなって配置されている。第１ノズル１１０は、液体搬送装置５４に接続されており、液状の有害廃棄物が液体搬送装置５４から不図示の配管等を介して第１ノズル１１０に搬送され、第１ノズル１１０の先端から有害廃棄物を投入可能となっている。
【００４９】
ここで、収容体９５は、第２ノズル１１１を貫通して支持することができる。つまり、供給装置５０は、第１ノズル１１０に加えて第２ノズル１１１を更に備え、第１及び第２ノズル１１０、１１１を選択的に利用することができる。本実施の形態では、第２ノズル１１１は収容体９５の下部に装着され、先端が上向きとなって配置されている。第２ノズル１１１は、粉体搬送装置５３に接続されており、粉状の有害廃棄物が粉体搬送装置５３から不図示の配管等を介して第２ノズル１１１に搬送され、第２ノズル１１１の先端から有害廃棄物を投入可能となっている。なお、第１及び第２ノズル１１０、１１１には、不図示の循環手段を介して通路１０６から排出された有害廃棄物も再度投入される。
【００５０】
収容体９５における各ノズル１１０、１１１の貫通部分には、雌ねじ部１１２が設けられる一方、各ノズル１１０、１１１の外周には雌ねじ部１１２にねじ込み可能な雄ねじ部１１３が設けられている。従って、雌ねじ部１１２に雄ねじ部１１３をねじ込むことで、各ノズル１１０、１１１が収容体９５に保持され、また、ねじ込み量を変化させることで各ノズル１１０、１１１の延出方向の位置調整を行えるようになる。
【００５１】
図８Ａに示すように、第１ノズル１１０は、収容体９５上部の左右二箇所位置に設けてもよく、第２ノズル１１１は、収容体９５下部の左右二箇所位置に設けてもよい。この場合、収容体９５の上下の二箇所位置に雌ねじ部１１２を設け、雌ねじ部１１２に雄ねじ部１１３をねじ込むときに、左右の各ノズル１１０、１１１の先端位置が揃うように配置調整する。
【００５２】
次いで、第１及び第２ノズル１１０、１１１の先端の位置について、図９を参照して以下に説明する。図９は、第１及び第２ノズルの先端位置の説明図である。ここで、図９に示すように、水プラズマ発生装置２７においては、後述するように円筒内周面となる噴射口１４５から水プラズマのジェット気流Ｊが噴射される。この水プラズマのジェット気流Ｊは、本実施の形態では、噴射口１４５から前方に向かうに従って錘状に広がるように噴射され、その中心軸線位置Ｃ１は、噴射口１４５の中心軸線位置Ｃ１と同一となって前後方向に延出する。
【００５３】
有害廃棄物の投入時において、各ノズル１１０、１１１の先端は、水プラズマのジェット気流Ｊの内部に配置される。ここで、水プラズマのジェット気流Ｊは噴射によって発光する領域となる。好ましくは、噴射口１４５の開口を中心軸線位置Ｃ１に沿って延出した空間Ａ１内に各ノズル１１０、１１１の先端が位置するように配置される。図９では、各ノズル１１０、１１１の先端が中心軸線位置Ｃ１から離れているが、当該中心軸線位置Ｃ１に一致又は重なるように配置されるようにしてもよい。また、陰極７１を中心軸線位置Ｃ１に沿って延出した空間Ａ２内に各ノズル１１０、１１１の先端が配置されるようにしてもよい。このようにノズル１１０、１１１の先端位置を設定することで、水プラズマのジェット気流Ｊのより高温となる部分に有害廃棄物を投入することができる。これにより、投入した有害廃棄物をガス化した廃棄物に効率良く分解し、収容体５１を通じて排気処理装置２８の処理空間８５（図６参照）に排出することができる。
【００５４】
続いて、第１及び第２ノズル１１０、１１１の内部構造について図１０を参照して説明する。図１０は、第１及び第２ノズルの内部構造を示す断面図である。図１０に示すように、第１ノズル１１０は、三重管構造となる冷却構造１２０を備えており、内側から外側に向かって順に第１通路１２１、第２通路１２２及び第３通路１２３を形成している。第１ノズル１１０の基端部（図９中上端）は接続部１１０ａとされ、液体搬送装置５４（図６参照）に連通する配管（不図示）に接続される。接続部１１０ａは第１通路１２１に連通している。従って、第１通路１２１は、液体搬送装置５４から搬送される有害廃棄物が通過されて第１ノズル１１０の先端から有害廃棄物を投入可能となる。
【００５５】
第２通路１２２及び第３通路１２３は、第１ノズル１１０の先端側で相互に連通して冷却水が流れる単一の空間となり、この空間には冷却水用の供給路１２５と排出路１２６とが連通している。第１ノズル１１０の基端側において、供給路１２５は第２通路１２２に連通し、排出路１２６は第３通路１２３に連通している。具体的には、第１ノズル１１０では、図示しないポンプを介して供給路１２５から冷却水が供給され、第２通路１２２内に導入される。そして、第２通路１２２内で冷却水が第１ノズル１１０の基端側から先端側に向かって通過してから、当該先端で折り返されるように流れて第３通路１２３内に導入される。第３通路１２３では冷却水が第１ノズル１１０の先端側から基端側に向かって通過して排出路１２６より排出される。このような冷却水の流れによって、水プラズマによって発生した熱が吸収され、第１ノズル１１０の長さ方向全体に亘って冷却作用が得られる。
【００５６】
なお、第１及び第２ノズル１１０、１１１は、上下の向きが略反対となるものの同一の構造となっており、接続先が液体搬送装置５４と粉体搬送装置５３とで異なっているだけなので、第２ノズル１１１の構造についての説明は省略する。
【００５７】
次いで、チャンバ７２の内部構造について図１１ないし図１３を参照して説明する。図１１は、チャンバの側断面図、図１２は、チャンバの平面断面図、図１３は、チャンバの縦断面図である。
【００５８】
図１１及び図１２に示すように、水プラズマ発生装置２７を構成するチャンバ７２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１４０と、チャンバ本体１４０の前方には装着された前壁部１４１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１４２を形成している。前壁部１４１には内部空間１４２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１４４が取り付けられている。噴射口形成板１４４には水プラズマを噴射する噴射口１４５が形成されている。
【００５９】
チャンバ本体１４０の内部には、前方寄りの位置に周方向に延びるリブ１４０ａが形成され、このリブ１４０ａより前側にプラズマ用水供給路１４７が形成されている。また、前壁部１４１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１４８が形成されている。プラズマ用水供給路１４７には、高圧ポンプ３３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１４８からは真空ポンプ３２の負圧によってプラズマ用水が吸引される。
【００６０】
チャンバ本体１４０のリブ１４０ａより後側には冷却水供給路１５０及び冷却水排出路１５１（図１２では不図示）が形成されている。冷却水供給路１５０には、供給ポンプ３１から冷却水が供給され、冷却水排出路１５１からは真空ポンプ３２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１４７、冷却水供給路１５０及び冷却水排出路１５１は、円筒内周面となる丸穴状に形成されている。
【００６１】
図１３に示すように、プラズマ用水供給路１４７は、縦断面視で円形となる内部空間１４２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１４２の下部接線方向にプラズマ用水供給路１４７が延在し、より具体的には、プラズマ用水供給路１４７の下端が内部空間１４２の下端から延びる接線上に位置している。これにより、プラズマ用水供給路１４７から流れ込むプラズマ用水が内部空間１４２の周方向に沿って滑らかに流れる。
【００６２】
なお、プラズマ用水供給路１４７の内径ｄ１は、内部空間１４２を形成するチャンバ本体１４０の内周面と後述する筒状部１６２との間の幅ｈ１と同一又は概略同一に設定されている。冷却水供給路１５０を縦断面視した形状は、プラズマ用水供給路１４７と同じとなり、プラズマ用水と同様に冷却水も内部空間１４２に流れ込ませることができる。また、冷却水排出路１５１は、縦断面視で内部空間１４２の上部に連通して左右方向に延出している。
【００６３】
水プラズマ発生装置２７は、チャンバ７２内に収容される概略筒状の渦水流発生器１６０を備えている。渦水流発生器１６０は、内部空間１４２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１４５の中心軸線位置Ｃ１（図９参照）と一致する。従って、縦断面視で内部空間１４２は、その内周面と渦水流発生器１６０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１４２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。
【００６４】
図１４は、チャンバの一部と渦水流発生器の分解縦断面図である。図１４に示すように、渦水流発生器１６０は、円筒状をなす筒状部１６２と、筒状部１６２の内周から突出するように形成された第１中間仕切部１６３及び第２中間仕切部１６４と、筒状部１６２の一端側（後端側）に形成される後側仕切部（一端側仕切部）１６５と、筒状部１６２の他端側（前端側）に形成される前側仕切部（他端側仕切部）１６６とを備えた形状に形成されている。第１中間仕切部１６３は第２中間仕切部１６４より後方に配置されている。後側仕切部１６５は、後方の陰極７１（図１１参照）に対向して配置される。渦水流発生器１６０の前端部は、前壁部１４１の開口に嵌め込まれる。
【００６５】
図１５は、渦水流発生器の分解縦断面図である。図１５に示すように、筒状部１６２は、軸方向（前後方向）に複数に分割可能な構造となっており、噴射口１４５側（前側）に位置する前端部１７０と、前端部１７０と反対側（後側）に位置する後端部１７１と、それらの間に位置する第１中間部１７３、第２中間部１７４、３体の水流形成リング１７６及び６体のスペーサリング１７７とによって形成される。３体の水流形成リング１７６の前後両側にスペーサリング１７７がそれぞれ設けられ、スペーサリング１７７の内周が前方又は後方に突出して水流形成リング１７６の内周に嵌り込む。第１中間部１７３及び第２中間部１７４は、スペーサリング１７７を介在させた状態で前後両側から水流形成リング１７６によって挟まれるように配置される。そして、前後に３体並ぶ水流形成リング１７６のうち、最前の水流形成リング１７６の前方にスペーサリング１７７を介在させて前端部１７０が設けられ、最後の水流形成リング１７６の後方にスペーサリング１７７を介在させて後端部１７１が設けられている。
【００６６】
図１６は、渦水流発生器の一部の分解斜視図である。図１５及び図１６に示すように、前端部１７０は、前側仕切部１６６の外周にフランジ状に連なって形成され、後端部１７１は、後側仕切部１６５の外周にフランジ状に連なって形成されている。従って、前端部１７０と前側仕切部１６６とによって一部品となるヘッド部１６０Ａが形成され、後端部１７１と後側仕切部１６５とによって一部品となるエンド部１６０Ｂが形成される。また、第１中間部１７３は、第１中間仕切部１６３の外側にフランジ状に連なって形成され、第２中間部１７４は、第２中間仕切部１６４の外側にフランジ状に連なって形成される。従って、第１中間部１７３と第１中間仕切部１６３とによって一部品となる穴有り円板部１６０Ｃが形成され、第２中間部１７４と第２中間仕切部１６４とによって一部品となる穴有り円板部１６０Ｄが形成される。
【００６７】
各仕切部１６３〜１６６は、筒状部１６２の中心軸線位置Ｃ１を含むように円形の開口部１６３ａ〜１６６ａを備えている。本実施の形態では、開口部１６３ａ〜１６６ａの中心位置は、中心軸線位置Ｃ１に一致している。各開口部１６３ａ〜１６６ａの開口形状は、異なる大きさに形成されている。具体的には、後側仕切部１６５の開口部１６５ａの開口径Ｄ１が最も大きく、第１中間仕切部１６３の開口部１６３ａの開口径Ｄ２が最も小さく形成されている。また、第２中間仕切部１６４の開口部１６４ａの開口径Ｄ３、前側仕切部１６６の開口部１６６ａの開口径Ｄ４とすると、Ｄ４＞Ｄ３＞Ｄ２となる大小関係となっている。これにより、第１中間仕切部１６３の開口部１６３ａから前方に向かう（陰極７１（図１１参照）から離れる）に従って開口径（開口形状）が大きくなり、錘状となる空間が形成される。
【００６８】
各仕切部１６３〜１６６の後面は、各開口部１６３ａ〜１６６ａの中心位置に近付くに従って前方に向かう（陰極７１（図１１参照）から離れる）テーパ面１６３ｂ〜１６６ｂによって形成されている。第１中間仕切部１６３、第２中間仕切部１６４、前側仕切部１６６のテーパ面１６３ｂ、１６４ｂ、１６６ｂは、椀状面に沿って凹むように湾曲している。具体的には、テーパ面１６３ｂ、１６４ｂ、１６６ｂの断面視で、開口部１６３ａ、１６４ａ、１６６ａの近傍領域が中心軸線位置Ｃ１に直交する面上に位置し、かかる領域から外側に行くほど傾斜が急になる湾曲面となっている。各仕切部１６３〜１６６の前面は、中心軸線位置Ｃ１に直交する面上に位置するように形成される。
【００６９】
第１中間仕切部１６３、第２中間仕切部１６４、前側仕切部１６６では、開口部１６３ａ、１６４ａ、１６６ａとテーパ面１６３ｂ、１６４ｂ、１６６ｂとの間に円弧状の面取り部１６３ｃ、１６４ｃ、１６６ｃが形成されている。面取り部１６３ｃ、１６４ｃ、１６６ｃの曲率は、テーパ面１６３ｂ、１６４ｂ、１６６ｂの曲率より大きく設定されている。
【００７０】
ここで、図１３及び図１５に示すように、３体の水流形成リング１７６それぞれには、複数の通路１８０が形成されている。本実施の形態では、１体の水流形成リング１７６に３つの通路１８０が形成され、図１３では、２つの通路１８０が不図示となっている。このように通路１８０が形成されることで、中心軸線位置Ｃ１の延出方向では、水流形成リング１７６が配置される３箇所位置で通路１８０が３つずつ形成され、当該３つの通路１８０の前後方向での位置が同じとなる。また、通路１８０は、前後に隣り合う仕切部１６３〜１６６の間それぞれに、３つずつ形成されることとなる。各通路１８０は、円筒内周面となる丸穴状に形成されている。
【００７１】
図１３に示すように、通路１８０は、水流形成リング１７６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。各通路１８０は、水流形成リング１７６の内外で連通するように貫通しており、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１８０は、連通位置における水流形成リング１７６の内周接線方向に延在し、より具体的には、水流形成リング１７６の内周接線位置に通路１８０の内周面が線状に重なるように形成されている。従って、通路１８０の最も内側の端縁と水流形成リング１７６の内周との間で隆起した部分がないように形成される。また、通路１８０の外部から内部にプラズマ用水が流れる方向と、水流形成リング１７６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。
【００７２】
上記のように通路１８０を形成したので、筒状部１６２の外部でチャンバ本体１４０の内周面に沿って流れるプラズマ用水は、通路１８０を通過して筒状部１６２の内部に流れ込む。そして、プラズマ用水が筒状部１６２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。
【００７３】
水プラズマ発生装置２７は、チャンバ７２内において、渦水流発生器１６０の後方に更に種々の構成を備えている。以下、かかる構成について、前方の構成から後方に向かって順に説明する。
【００７４】
図１１に示すように、チャンバ本体１４０のリブ１４０ａ後面には、円筒状のストッパ２０１が接触して設けられている。ストッパ２０１の開口部には、渦水流発生器１６０における後側仕切部１６５及び後端部１７１が嵌り込み、渦水流発生器１６０が後方に移動しないように位置決めしている。
【００７５】
ストッパ２０１の後面には、段付き円筒状のケース２０２が接触して設けられ、このケース２０２の後面には、円筒状の水流形成筒体２０３が嵌め込まれて設けられている。図１２にも示すように、水流形成筒体２０３は、上述した通路１８０と同様の形状をなす複数の通路２０３ａが形成されている。これら通路２０３ａによって冷却水供給路１５０から内部空間１４２に供給される冷却水が水流形成筒体２０３内に流れ込み、陰極７１と接触して冷却する。冷却を行った冷却水は冷却水排出路１５１（図１２では不図示）から排出される。
【００７６】
なお、冷却水供給路１５０から供給される冷却水は、ストッパ２０１等を通じて前方の渦水流発生器１６０に流れ込み、プラズマ用水としても利用される。また、プラズマ用水がストッパ２０１等を通じて陰極７１を冷却することを妨げるものでない。要するに、プラズマ用水及び冷却水は、供給位置及び供給圧力の違いによって主として利用される用途を意味するものであり、それぞれ互いの用途を兼ね備えて利用される。
【００７７】
水流形成筒体２０３の左側にはセンサ用穴２０３ｂが形成され、このセンサ用穴２０３ｂに対向する位置にはセンサ２０４（図１１では不図示）が設けられている。センサ２０４は、チャンバ本体１４０に形成されたセンサ取付孔１４０ｂ（図１１では不図示）内に装着されている。センサ２０４は、センサ用穴２０３ｂを通じて当該センサ用穴２０３ｂの前後位置での陰極７１の有無を検出する。センサ２０４によって陰極７１がないことを検出すると、その検出データが制御手段（不図示）に出力されて送りねじ軸機構７６（図６参照）を駆動し、陰極７１を所定量前進させる。これにより、陰極７１の前端位置をセンサ用穴２０３ｂから前方への所定範囲内に維持することができる。
【００７８】
水流形成筒体２０３の後方には、内部に段差が形成された段付き円筒状のケース２０６が設けられている。ケース２０６の前端部は、水流形成筒体２０３の後端側に嵌め込まれている。ケース２０６の内部には、陰極７１に接触して保持する接触体２０７が設けられている。接触体２０７は、図示省略したが周方向所定角度毎に分割して形成され、その内径寸法が可変となっている。また、接触体２０７の外周にはリング状の弾性体２０８が設けられ、この弾性体２０８の弾性力によって接触体２０７を介して陰極７１を締め付けて陰極７１と接触体２０７との接触状態が保たれる。
【００７９】
接触体２０７の後端面には、リング状のシール保持体２０９が接触しており、シール保持体２０９の内部にはシール２１０が設けられている。シール２１０は、陰極７１との間での液密性を維持し、冷却水がシール２１０より後方に漏出することが規制される。
【００８０】
シール保持体２０９の後端面には、リング状のコネクタ２１１が接触しており、コネクタ２１１には、アダプタ等（不図示）を介して配線２１３が接続されている。配線２１３には、配電盤等を介して直流発電機１７（図２参照）からの直流電力が供給される。コネクタ２１１、シール保持体２０９及び接触体２０７は導電体によって構成され、これらを通じて陰極７１と配線２１３との電気的な導通が行われる。これにより、陰極７１にアーク放電を発生させるための直流電力が供給される。
【００８１】
コネクタ２１１の後端面には、リング状のスペーサ２１４が接触しており、スペーサ２１４の後端面には、陰極７１が貫通される止めねじ２１５が接触している。チャンバ本体１４０の後方における内周面には、止めねじ２１５にねじ結合可能な雌ねじ（不図示）が形成され、止めねじ２１５をねじ込んで前進させることで、上述した渦水流発生器１６０後方の各構成における前後方向の位置決めが行われる。
【００８２】
なお、チャンバ７２内において、符号２２１〜２２５を付した構成は、Ｏリング等からなるシール部材であり、それらの接触面での液密性を維持するものである。
【００８３】
次に、渦水流発生器１６０における渦水流について説明する。図１３に示すように、プラズマ用水供給路１４７から高圧となるプラズマ用水を供給すると、内部空間１４２を形成するチャンバ本体１４０の内周面と渦水流発生器１６０の外周面との間で筒状に形成される空間で旋回するようにプラズマ用水が流れる。この旋回するプラズマ用水の流れによって、プラズマ用水が通路１８０を通過して筒状部１６２の内部に流れ込む。このとき、通路１８０の内周面が水流形成リング１７６の内周接線位置に線状に重なるので、プラズマ用水が筒状部１６２の内周面に沿って滑らかに流れるようになる。
【００８４】
図１７は、図１１を一部拡大した渦水流を説明するための図である。図１７に示すように、通路１８０から筒状部１６２の内側に流れ込んだプラズマ用水は、前後方向で隣り合う仕切部１６３〜１６５の間で旋回するように流れる。ここで、旋回して流れるプラズマ用水は、前壁部１４１に形成されたプラズマ用水排出路１４８から吸引される。このため、プラズマ用水は、開口部１６３ａ、１６４ａ、１６６ａを通じて前方に流れ、前側仕切部１６６の前端と噴射口形成板１４４との間の隙間を通過してプラズマ用水排出路１４８から排出される。このとき、中心軸線位置Ｃ１に空洞Ｈを形成するように旋回する渦水流Ｗが形成される。ここで、渦水流Ｗに空洞Ｈが形成されないと、陽極７３と陰極７１との間でアーク放電ＡＲ（図１８参照）が発生しないため、空洞Ｈを安定して生じるよう渦水流Ｗを形成されることが重要となる。
【００８５】
そこで、本発明者は、様々な条件下で多数の実験を行い、図１４及び図１６に示すように、開口部１６３ａ、１６４ａ、１６６ａの開口径Ｄ２〜Ｄ４がＤ４＞Ｄ３＞Ｄ２となる大小関係となるときに、最も安定して渦水流Ｗの空洞Ｈが形成されることを知見した。これは、前方に向かうに従って開口径Ｄ２〜Ｄ４が大きくなる錘状となる空間が形成されるため、下流側（前寄り）となる程、プラズマ用水が後ろから前へ流れ易くなることに起因すると推測される。なお、上記以外の大小関係であっても、開口径Ｄ１〜Ｄ４が異なる大きさに形成されることによっても、空洞Ｈが安定して形成されるようになる。このとき、開口部１６３ａ〜１６６ａのうち、少なくとも１つが他と比べて異なる大きさであればよい。このように異なる大きさに形成することで、各開口部１６３ａ、１６４ａ、１６６ａを通過して流れるプラズマ水の量について調整の自由度を高めることができる。これにより、渦水流Ｗに空洞Ｈが良好に形成されるよう、種々の開口径を採用することができ、水プラズマを安定して噴射することができる。
【００８６】
また、テーパ面１６３ｂ、１６４ｂ、１６６ｂが椀状面に沿って凹むように湾曲したり、円弧状の面取り部１６３ｃ、１６４ｃ、１６６ｃを形成したりしたので、渦水流Ｗの形成を阻害するような乱流が発生し難くなって空洞Ｈの安定形成に寄与することができる。
なお、プラズマ用水は、旋回する流れによって渦水流発生器１６０やチャンバ本体１４０を冷却する効果も奏する。
【００８７】
空洞Ｈを備えた渦水流Ｗが形成された状態で、図１８に示すように、陽極７３及び陰極７１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、渦水流Ｗの空洞Ｈを通過するようにアーク放電ＡＲが発生される。このアーク放電ＡＲの発生によって、渦水流Ｗ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１４５から噴射される。
【００８８】
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、図９に示すように、各ノズル１１０、１１１の先端から投入された有害廃棄物は分解される。本実施の形態では、図９を用いて上述した位置に各ノズル１１０、１１１の先端を配置したので、水プラズマのジェット気流Ｊのより高温となる部分で分解を好条件にて行うことができ、投入した有害廃棄物をガス化した廃棄物に効率良く分解することができる。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、図７に示すように、液状のものは液体搬送装置５４、粒状や粉状のものは粉体搬送装置５３を介してノズル１１０、１１１から投入される。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。
【００８９】
有害廃棄物の分解処理中において、収容体９５を加熱することとなるが、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、各ノズル１１０、１１１にあっても、特に先端は水プラズマのジェット気流Ｊ中に位置するために多大なエネルギーを受けて加熱されるが、図１０を用いて上述した冷却構造１２０によって加熱による損傷を抑制することができる。
【００９０】
水プラズマのジェット気流Ｊによってガス化した酸性ガスは、図６を用いて上述した排気処理装置２８によって中和せしめ、水プラズマにより処理した後のガスをより安全な排気ガスに変えることができる。そして、無害となったガスは上方の排気部２１から排出することができる。
【００９１】
上記実施の形態によれば、上述した有害廃棄物の処理を車両１０において行うことができるので、水プラズマ発生装置２７を運搬及び作動可能となり、移動が困難な有害排気物をその保管場所で処理することができる。これにより、有害廃棄物の処理移動コストを削減できる上、大量の処理が可能となり処理費用の削減を図ることができる。
【００９２】
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。
【００９３】
例えば、上記実施の形態では、中間仕切部を第１中間仕切部１６３及び第２中間仕切部１６４の２体としたが、上記のように渦水流Ｗを形成できる限りにおいて、中間仕切部を３体以上としたり、１体としたりしてもよい。
【００９４】
また、図１５に示すように、渦水流発生器１６０を複数の部材によって分割可能な構造としたが、これに限られるものでなく、前後に隣接する部材を一体化して形成してもよい。例えば、ヘッド部１６０Ａについて、その後方のスペーサリング１７７及び水流形成リング１７６を一体に備えた形状に変更する等、成形し得る限りにおいて様々な構造を採用することができる。
【００９５】
また、開口部１６３ａ〜１６６ａの開口形状は円形に限られず、上記のように渦水流Ｗを形成できる限りにおいて、楕円形や多角形形状等に変更してもよい。
【００９６】
また、水流形成リング１７６の周方向における通路１８０の位置は、特に限定されるものでない。図１５では、全ての水流形成リング１７６において、通路１８０の位置が揃っているが、水流形成リング１７６毎に通路１８０の位置を変更してもよい。
【００９７】
また、各ノズル１１０、１１１の位置や向きは、上記実施の形態と同様の先端位置とする限りにおいて変更してもよい。
【００９８】
また、水プラズマ発生装置２７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。更に、水プラズマ発生装置２７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】
【００９９】
本発明は、水プラズマ発生装置から水プラズマのジェット気流を安定して噴射させることができる、という効果を得る。
【符号の説明】
【０１００】
１０  車両（分解処理装置搭載車両）
１２  荷台
２７  水プラズマ発生装置
２８  排気処理装置
５０  供給装置
６０  分解処理装置
７１  陰極
７２  チャンバ
７３  陽極
８５  処理空間
９３  壁体
９５  収容体
１００  空間
１１０  第１ノズル（ノズル）
１１１  第２ノズル（ノズル）
１２１  第１通路
１２２  第２通路
１２３  第３通路
１４５  噴射口
１６０  渦水流発生器
１６２  筒状部
１６３  第１中間仕切部（中間仕切部）
１６３ａ  開口部
１６３ｂ  テーパ面
１６３ｃ  面取り部
１６４  第２中間仕切部（中間仕切部）
１６４ａ  開口部
１６４ｂ  テーパ面
１６４ｃ  面取り部
１６５  後側仕切部（一端側仕切部）
１６５ａ  開口部
１６５ｂ  テーパ面
１６６  前側仕切部（他端側仕切部）
１６６ａ  開口部
１６６ｂ  テーパ面
１６６ｃ  面取り部
１８０  通路
ＡＲ  アーク放電
Ｃ１  中心軸線位置
Ｗ  渦水流
【要約】
【課題】水プラズマの噴射の安定化を図ることができるようにすること。
【解決手段】渦水流発生器（１６０）は、アーク放電が通過するための渦水流（Ｗ）を形成する。渦水流発生器は、渦水流を内周に沿って形成させる筒状部（１６２）と、筒状部の内周から突出する第１中間仕切部（１６３）及び第２中間仕切部（１６４）と、筒状部の後端側に形成される後側仕切部（１６５）と、筒状部の前端側に形成される前側仕切部（１６６）とを備えている。各仕切部は、筒状部の中心軸線位置（Ｃ１）を含むように開口部（１６３ａ〜１６６ａ）をそれぞれ備えている。各開口部の開口形状は異なる大きさに形成されている。
【選択図】図１７【図１】
0006035438.tif 000002
【図２】
0006035438.tif 000003
【図３】
0006035438.tif 000004
【図４】
0006035438.tif 000005
【図５】
0006035438.tif 000006
【図６】
0006035438.tif 000007
【図７】
0006035438.tif 000008
【図８】
0006035438.tif 000009
【図９】
0006035438.tif 000010
【図１０】
0006035438.tif 000011
【図１１】
0006035438.tif 000012
【図１２】
0006035438.tif 000013
【図１３】
0006035438.tif 000014
【図１４】
0006035438.tif 000015
【図１５】
0006035438.tif 000016
【図１６】
0006035438.tif 000017
【図１７】
0006035438.tif 000018
【図１８】
0006035438.tif 000019