(57)【要約】【課題】左右に横置きされた二つの放電加熱用の電極を有する構成で生じる、被燃焼物の溶融物による放電性能の低下や部分的な異常加熱等を防止し、さらに酸化雰囲気における電極の昇華による劣化を抑制する放電加熱装置を実現する。【解決手段】内側に空間１４を形成する絶縁部材１１と、絶縁部材１１の上に配置され前記空間１４の上部を閉じる上部電極１２と、絶縁部材１１の空間１４に下面が臨むように絶縁部材１１の内側に配置された回転する下部電極１３と、下部電極１３の上面に配置された複数のボール状の発熱体１５とを備え、記空間１４内には不活性ガスが充填されており、下部電極１３は、その上面が円錐面として形成されており、絶縁部材１１の内周面には、円形の内側内周面部と、周方向に一定の間隔をおいて設けられた複数の切り込み部２２から交互に形成されており、上部電極１２と前記ボール状の発熱体１５との間で放電が行われる。【選択図】図２
2006179248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
穴を有する絶縁部材と、
該絶縁部材に装着され前記穴の上部を閉じる上部電極と、
該絶縁部材の穴に回転可能に嵌められているとともに上部電極との間で空間又は隙間を有する回転する下部電極と、
前記下部電極の上に配置された複数のボール状の発熱体とを備え、
前記空間又は隙間内には不活性ガスが封入されており、
前記上部電極と前記ボール状の発熱体との間で放電が行われることを特徴とする放電加熱装置。
【請求項２】
穴を有する絶縁部材と、該絶縁部材に装着され前記穴の上部を閉じる上部電極と、該絶縁部材の穴に回転可能に嵌められ前記上部電極との間で空間を有する回転する下部電極と、該下部電極の上に配置された複数のボール状の発熱体とを備え、前記空間内には不活性ガスが充填された放電加熱装置であって、
前記下部電極の上面は円錐面として形成されており、
前記絶縁部材の内周面には、円形の内側内周面部と、周方向に一定の間隔をおいて設けられた複数の切り込み部から交互に形成されており、
前記切り込み部は、前記内側内周面部から外径方向に湾曲状に拡径する拡径部を有し、該拡径部に沿って上下方向に傾斜する勾配面が形成されており、
前記上部電極と前記ボール状の発熱体との間で放電が行われることを特徴とする放電加熱装置。
【請求項３】
穴を有する絶縁部材と、該絶縁部材に装着され前記穴の上部を閉じる上部電極と、該絶縁部材の穴に回転可能に嵌められるとともに上部電極との間で隙間を有する回転する下部電極と、該下部電極の上に配置された複数のボール状の発熱体とを備え、前記隙間内には不活性ガスが封入されて成る放電加熱装置であって、
前記下部電極の上面は、平面又は凹凸面として形成されており、
前記上部電極には、前記穴の中心を中心とした円の周方向に一定の間隔をおいて設けられた複数の孔が形成されており、
前記複数の孔には、前記ボール状の発熱体が装填されており、
前記上部電極と前記ボール状の発熱体との間で放電が行われることを特徴とする放電加熱装置。
【請求項４】
前記発熱体は、カーボンボールであることを特徴とする請求項１、２又は３記載の放電加熱装置。
【請求項５】
前記上部電極の上面には、熱伝導体から成る保護板が付設されていることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の放電加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、超高温ガス化分解装置の燃焼炉等に適用される放電加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、家庭、飲食業、農水産業、各種の製造産業、建設・土木作業等により生じるゴミ、不要物、産業廃棄物等を燃焼しガス化する超高温ガス化分解装置において、高効率、高性能な燃焼炉の開発が要請されている。このような燃焼炉の加熱装置としては、ニクロム線等の抵抗熱を利用する装置があるが、より高温に加熱するためには、放電加熱の方がより適切である。
【０００３】
このような放電加熱を利用する技術として、酸化雰囲気中（大気中）又は還元雰囲気中（不活性ガス中）で電極に通電すると電極間におかれた複数個の抵抗体間よりアーク放電を発生させ、アーク放電による高熱（最高約３０００℃）により物体をガス化（昇華又は気化）させ、略固形残渣を残さないで処理できるアーク放電による物質無残渣処理方法及び装置が既に公知である（特許文献１参照）
【０００４】
この物質無残渣処理装置では、二つの電極に通電し、二つの電極間におかれた複数個の抵抗体間よりアーク放電を発生させ、このアーク放電による高熱により供給された物体をガス化し熱化学分解を行なわせる構成の装置である。
【特許文献１】特開２００１−３１７８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来のような放電加熱装置は、高熱により燃焼する装置としては画期的なものであるが、本発明者らが検討した結果、さらに改良すべき点として次のような知見を得ることができた。
（１）放電加熱用の電極が左右に横置きして配置されており、この左右の電極間で、或いは抵抗体（カーボンボール等の発熱体）を介して放電を行う放電加熱装置であると、上方に供給された被燃焼物が溶融して塊となって電極間に入り込んだり、電極間に付着したりして、放電を阻害する。
【０００６】
（２）放電用加熱用の発熱体が固定され定置されていると、放電箇所が片寄ったりした場合に、部分的な異常加熱が生じ、電極材料等の劣化、短絡、破損の原因となる。
【０００７】
（３）カーボン等の放電加熱用の電極や抵抗体（発熱体）は、酸化雰囲気では、高温となると表面から昇華が始まり、劣化の原因となる。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点を解決することを目的とするものであり、左右に横置きされた二つの放電加熱用の電極を有する構成で生じる、被燃焼物の溶融物による放電性能の低下や部分的な異常加熱等を防止し、さらに酸化雰囲気における電極の昇華による劣化を抑制する、新規な構造の放電加熱装置を実現することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記課題を解決するために、穴を有する絶縁部材と、該絶縁部材に装着され前記穴の上部を閉じる上部電極と、該絶縁部材の穴に回転可能に嵌められているとともに上部電極との間で空間又は隙間を有する回転する下部電極と、前記下部電極の上に配置された複数のボール状の発熱体とを備え、前記空間又は隙間内には不活性ガスが封入されており、前記上部電極と前記ボール状の発熱体との間で放電が行われることを特徴とする放電加熱装置を提供する。
【００１０】
本発明は上記課題を解決するために、穴を有する絶縁部材と、該絶縁部材に装着され前記穴の上部を閉じる上部電極と、該絶縁部材の穴に回転可能に嵌められ前記上部電極との間で空間を有する回転する下部電極と、該下部電極の上に配置された複数のボール状の発熱体とを備え、前記空間内には不活性ガスが充填された放電加熱装置であって、前記下部電極の上面は円錐面として形成されており、前記絶縁部材の内周面には、円形の内側内周面部と、周方向に一定の間隔をおいて設けられた複数の切り込み部から交互に形成されており、前記切り込み部は、前記内側内周面部から外径方向に湾曲状に拡径する拡径部を有し、該拡径部に沿って上下方向に傾斜する勾配面が形成されており、前記上部電極と前記ボール状の発熱体との間で放電が行われることを特徴とする放電加熱装置を提供する。
【００１１】
本発明は上記課題を解決するために、穴を有する絶縁部材と、該絶縁部材に装着され前記穴の上部を閉じる上部電極と、該絶縁部材の穴に回転可能に嵌められているとともに上部電極との間で隙間を有する回転する下部電極と、該下部電極の上に配置された複数のボール状の発熱体とを備え、前記隙間内には不活性ガスが封入されて成る放電加熱装置であって、前記下部電極の上面は、平面又は凹凸面として形成されており、前記上部電極には、前記穴の中心を中心とした円の周方向に一定の間隔をおいて設けられた複数の孔が形成されており、前記複数の孔には、前記ボール状の発熱体が装填されており、前記上部電極と前記ボール状の発熱体との間で放電が行われることを特徴とする放電加熱装置を提供する。
【００１２】
前記発熱体は、カーボンボールとすることが好ましい。
【００１３】
前記上部電極の上面には、熱伝導体から成る保護板が付設されている構成とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
以上の構成から成る本発明に係る放電加熱装置によると、次の効果が生じる。
（１）環状の絶縁部材の上下に上部電極と回転する下部電極を配置し、下部電極の上面を円錐面としボール状の発熱体を装填し、絶縁部材の内周側面に勾配面を有する切り込み部を設けた構成としたので、発熱体は上部電極に対して接触、離反を瞬間的に繰り返すので、放電状態をきわめて良好な状態で維持する。
【００１５】
（２）環状の絶縁部材の上下に上部電極と回転する下部電極を配置し、下部電極の上面を平面又は凹凸面とし、上部電極に複数の孔をあけてボール状の発熱体を装填し、孔の中の発熱体が上部電極に対して接触、離反を瞬間的に繰り返すような構成としたので、放電状態をきわめて良好な状態で維持する。
【００１６】
（３）上部電極と円板から成る下部電極で放電を発生する構造であるから、放電加熱装置の上方に投入される被燃焼物は、下方に落下しても上部電極により放電部は遮蔽されているから、被燃焼物が放電電極間に入り込み溶融して付着したり、塊となって電極間を短絡したり、或いは絶縁したりするようなことがない。よって、被燃焼物の付着等により、放電の効果が阻害されたり低減することはなく、良好な放電状態を長く維持することができる。
【００１７】
（４）上部電極と下部電極で囲まれる空間、或いは上部電極に形成した孔内をほぼ密閉空間として、この中に不活性ガスを充填し、この不活性ガス環境下で放電を発生させるから、不活性ガスに面する電極及び発熱体の表面の昇華は抑制され、劣化を遅らせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に係る放電加熱装置を実施するための最良の形態を実施例に基づいて図面を参照して説明する。
【００１９】
（超高温ガス化分解装置の全体構成）
本発明に係る放電加熱装置は、その典型的な適用例として、超高温ガス化分解装置への適用が可能である。このような超高温ガス化分解装置の全体構成を図１に示す。この超高温ガス化分解装置１は、超高温ガス化分解のための処理の上流から下流に向けて連続するように、投入室２、熱処理(分子分解化)室３、二次分解室４、吸着塔５、吸着塔６、吸着塔７、及び排気ブロワー８が順次配置されて構成される。
【００２０】
投入室２は、加熱分解されるべき被処理物が、前方から投入され、投入室１の底部に配置された反転扉により、下流側に隣接する熱処理室に送給される。
【００２１】
熱処理室３は、被処理物を高温で加熱、燃焼して分解しガス化（分子分解化）する処理室であり、燃焼炉９を備えている。この燃焼炉９は、炉内に酸素を導入し、全体的に８００℃以上であり、防曝構造となっている。燃焼炉９の底部には、加熱装置として、本発明の特徴である放電加熱装置１０を備えている。
【００２２】
二次分解室４は、その下部に発熱体４’及び発熱ユニットを備えている。二次分解室４は、燃焼炉９において被処理物が加熱処理されて発生した排気ガスを導入し、この排気ガスをさらに１０００℃以上に加熱して、この排気ガスに含まれるダイオキシン、その他の有毒ガスを分解し、改質を行う。    
【００２３】
吸着塔５、６は、二次分解室４において改質された排気ガスをゼオライト層を通過させて冷却するとともに含まれる固形物を吸着するものである。吸着塔７は、活性炭の層を備えており、排気ガスを活性炭の層を通過させて消臭を行う。吸着塔７で最終的に消臭処理された排気ガスは、排気口に外部に排気される。
【実施例１】
【００２４】
上記のように、超高温ガス化分解装置における燃焼炉等の加熱装置として適用される本発明に係る放電加熱装置の実施例１を、図２において説明する。この実施例１で説明する放電加熱装置１０は、上記超高温ガス化分解装置１における燃焼炉に適用されることを前提として説明するが、このような超高温ガス化分解装置１だけの適用に限るものではなく、その他燃焼炉の加熱装置としても適用できることは言うまでもない。
【００２５】
放電加熱装置１０は、図１に示すように、燃焼炉９の底部に配置されており、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、絶縁部材１１と、この絶縁部材１１の上下に配置された上部電極１２及び下部電極１３とを備えており、さらに、これら絶縁部材１１、上部電極１２及び下部電極１３で形成される空間１４内に不活性ガスが導入され、複数個の発熱体１５が装填されている。上部電極１２と下部電極１３は、電源に接続されている。
【００２６】
絶縁部材１１は、その斜視図を図３（ａ）に示すように、全体的に矩形で所定の厚みを有する部材から成り、中央部に矩形の凹所１６が形成されている。この凹所１６に、ほぼ円形の穴１７が形成されている。この穴１７の内側が、図２（ｂ）に示すように、空間１４を形成する。絶縁部材１１の材料は、セラミック材料等を利用する。
【００２７】
上部電極１２は、カーボン等の電極材料で形成されており、絶縁部材１１の凹所１６内に装着される大きさの矩形板の形状を有する。この上部電極１２は、図２（ｂ）に示すように、絶縁部材１１の凹所に上方から装着され、穴１７（空間１４）を上方から封止する構造となっている。
【００２８】
下部電極１３は、上部電極１２と同様にカーボン等の電極材料で形成されており、図２（ｂ）、図３（ｂ）に示すように、円盤状に形成されている。この円盤状の下部電極１３は、図２（ｂ）、図３（ｃ）に示すように、絶縁部材１１の穴１７内に、その上面が臨むように回転可能に嵌められて配置されている。
【００２９】
図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面を示しているが、この図２（ｂ）で示すように、円盤状の下部電極１３の上面１８は、円錐面として形成されている。即ち、円盤状の下部電極１３の厚みは、中心から外径方向（放射方向）に向けて徐々に小さくなるように形成されている。これにより、円盤状の下部電極１３の上面１８は、その中心から外径方向（放射方向）に向けて下方に下がるような傾斜面が形成されている。
【００３０】
円盤状の下部電極１３の下面２０は平面として形成されている。円盤状の下部電極１３の下面２０の中心に回転軸１９が固定されている。要するに、円盤状の下部電極１３は、回転軸１９の上端に、下面２０が水平となるように取り付けられている。回転軸１９は図示しないモータ等により駆動される。回転軸１９の回転数は、モータ等を制御して可変である。
【００３１】
穴１７（空間１４）内に、複数個の発熱体１５が装填されている。発熱体１５は、カーボンボールのように、導電材料から形成された球体である。発熱体１５の大きさは、上部電極１２と下部電極１３の間の寸法より小さく、発熱体１５が下部電極１３上に位置している時には、上部電極１２、発熱体１５及び下部電極１３が互いに接触するようなことはなく、従って上部電極１２、発熱体１５及び下部電極１３を通じて電流が流れることはない。
【００３２】
絶縁部材１１の穴１７の内周面２１は、基本的には円周面であるが、この円周面に対し周方向に等間隔で複数箇所（本実施例１では４箇所）に、図２（ａ）、図３（ａ）に示すような、切り込み部２２が形成されている。各切り込み部２２は、複数の発熱体１５を滞留させて（受け入れて）、放電を頻繁に繰り返し行わせて加熱を行う機能を有する。
【００３３】
切り込み部２２の構成を詳述する。絶縁部材１１の内周面２１は、上記のとおり、基本的には円周面であり、この円周面に対し周方向に等間隔で複数の切り込み部２２が形成されている。この結果、円周面の一部である内側円周面部２３と、この内側円周面部２３から外側に拡径した切り込み部２２が交互に連続的に形成される。
【００３４】
このような絶縁部材１１の内周面２１の平面図は、図２（ａ）に示すが、その平面的な輪郭形状は、内側円周面部２３は円に沿った内円部２４として観察され、切り込み部２２は湾曲状の拡径部２５として観察され、内円部２４と湾曲状の拡径部２５が交互に連続的に形成されている。
【００３５】
図２（ａ）において、切り込み部２２の上面から見た平面的な輪郭を構成する湾曲状の拡径部２５は、内円部２４につながる始点２６から外側に徐々に大きな径となる（拡径している）ように形成されており、その最大径部である終点２７から隣接する内円部まで径方向に直線部２８が形成されている。
【００３６】
切り込み部２２では、湾曲状の拡径部２５に沿って垂直な内周面２９が形成されているとともに、この内周面２９とは直交する勾配面（テーパー面）３０が形成されている。この内周面２９は、内側円周面部２３と連続する面である。
【００３７】
勾配面３０は、湾曲状の拡径部２５に沿って徐々に上方に傾斜するスロープを形成する面であって、その最下点は湾曲状の拡径部２５の始点２６の位置であり、円盤状の下部電極１３の外周縁の上面の高さと同じ位置にある。その最上点は湾曲状の拡径部２５の終点２７の位置であり、絶縁部材１１の凹所１６の底面３１と同じである。
【００３８】
図４（ａ）は、発熱体１５が装填された絶縁部材１１と上部電極１２を示している。絶縁部材１１の穴１７（空間１４）内に、複数個の発熱体１５が装填され、図４（ｂ）に示すように、その上方から上部電極１２が凹所１６内に装着され、穴１７を閉じている。
【００３９】
ところで、高温では、上下部の電極１２、１３の表面は昇華し損傷し易いが、不活性ガスを空間１４内に封入しておくことにより、昇華を抑制することができる。絶縁部材１１の下方から図５（ｂ）に示すように、基板３２が当接される。この基板３２には、回転軸１９を挿通する孔３３が形成されている。
【００４０】
基板３２の上面には、不活性ガスを注入する通路３４が形成されている。絶縁部材１１と基板３２を互いに当接した場合に、不活性ガスの通路３４は穴１７を連通する。このような通路３４により、上部電極１２及び下部電極１３で形成される空間１４内に不活性ガスが注入される。なお、回転軸１９と孔３３との隙間から不活性ガスが漏れでないように、回転軸１９にパッキン３５を装着することが好ましい。
【００４１】
（作用）
以上の構成から成る本発明に係る放電加熱装置１０の実施例１の作用を、以下に説明する。円盤状の下部電極１３を、モータ等を駆動して回転させる。すると、円盤状の下部電極１３の円錐状の上面１８に載置されている発熱体１５は、絶縁部材１１の内側において、下部電極１３の回転による遠心力により絶縁部材１１の内周面２１に、図３（ｃ）に示すように、押しつけられるように移動する。
【００４２】
そして、発熱体１５は、下部電極１３の回転による回転方向の推力を受けて、絶縁部材１１の内周面２１に沿って回転方向に移動し切り込み部２２に入っていく。この実施例１の場合は、各切り込み部２２に、図２（ａ）、図４（ａ）に示すように、複数の発熱体１５が収まる。
【００４３】
このように各切り込み部２２に入っていく複数の発熱体１５は、先頭の発熱体１５から順次、後続する発熱体１５に後押しされながら、勾配面３０を移動し上昇していく。勾配面３０を移動していく発熱体１５のうち先頭の発熱体１５は、上部電極１２の下側面に当接して停止し、後押ししてくる後続の発熱体１５との間に挟まれた状態になる。
【００４４】
この時、先頭の発熱体１５が上部電極１２に当接し、後押ししている複数の後続の発熱体１５とともに互いに接触している場合は、最後部の発熱体１５が下部電極１３に接しているので、通電状態となる。
【００４５】
ところで、下部電極１３が回転し、先頭の発熱体１５から順次後続する複数の発熱体１５は、切り込み部２２で勾配面３０に滞留している際、先頭の発熱体１５と上部電極１２との間では当接したり離れたりする。同様に、最後部の発熱体１５も下部電極１３と当接したり離れたりする。当接している場合は、適度な接触圧力が発生する。このように先頭の発熱体１５と上部電極１２との間との当接、離間状態は、下部電極１３の回転速度によって異なる。
【００４６】
即ち、下部電極１３の回転速度が大きいと、発熱体１５は回転方向へ大きな推力を受けるから、先頭の発熱体１５は上部電極１２に当接し、最後部の発熱体１５も下部電極１３と当接し、しかも接触圧力が強すぎ当接状態が維持されるので、上部電極１２から切り込み部２２内の複数の発熱体１５を介して下部電極１３までの回路が形成、維持されて、ただの通電状態となってしまい放電は起こらない。
【００４７】
逆に、下部電極１３の回転速度が小さいと、発熱体１５は回転方向へ小さい推力しか受けないから、先頭の発熱体１５は上部電極１２に当接することなく、放電も生じることない程、完全に離れているので、切り込み部２２内の複数の発熱体１５が互いに接触し下部電極１３も接触していても放電は起こらない。
【００４８】
そこで、下部電極１３の回転速度を適度に調整すれば、先頭の発熱体１５と上部電極１２と、そして最後部の発熱体１５と下部電極１３が、適度な接触圧力で接触したり、離れたりすることを繰り返す状態となる。この結果、先頭の発熱体１５と上部電極１２とが、そして最後部の発熱体１５と下部電極１３とが、かすかに離れた際に放電を行い、当接した時は放電は停止するが、先頭の発熱体１５と上部電極１２とが、そして最後部の発熱体１５と下部電極１３とが、接触したり、離れたりすることを瞬間的に繰り返すことにより、放電状態を維持することができる。
【００４９】
本発明に係る放電加熱装置１０の構成によれば、切り込み部２２内の先頭の発熱体１５は、後続する複数の発熱体１５から上部電極１２に向けて後押しされるような構成であり、しかも、下部電極１３の回転している際には、後続する発熱体１５は、それぞれが遠心力を受けるとともに、回転方向への推力を受けて自転し、撹拌されている状態である。
【００５０】
このような状態となるから、切り込み部２２内の複数の発熱体１５は、互いに静止状態でつながっているのではなく、互いの摩擦抵抗により、互いに作用し合って、発熱体１５の夫々が勾配面３０の上面において、微妙に上下動等の変動や振動を行う。
【００５１】
この結果、先頭の発熱体１５及び後続する複数の発熱体１５も、勾配面３０上に沿って或いは上下動したり僅かに変動又は振動状態となる。このようなことから、本発明に係る放電加熱装置１０の構成によれば、上記のように、先頭の発熱体１５と上部電極１２と、そして最後部の発熱体１５と下部電極１３とが、接触したり、離れたりすることを瞬間的に繰り返す。
【００５２】
ところで、切り込み部２２内の複数の発熱体１５は、互いの摩擦により作用し合うが、発熱体１５は、高温の環境下では、昇華現象及び摩擦により、時間と共に体積が小さくなってしまう。このように、発熱体１５が経年変化して小さくなると、回転方向の推力が低減する等の変化が生じ、望ましい放電状態を維持することができなくなるという可能性が生じる。このような場合は、下部電極１３の回転速度を増加する事で、推力を補ったり、或いは発熱体１５が消耗して小さくなったら、新しい発熱体１５と交換する等の処置を行えばよい。
【００５３】
以上のように、上部電極１２と先頭の発熱体１５との間、そして最後部の発熱体１５と下部電極１３との間に放電が生じると、この放電箇所での温度は、約２６００℃以上となり、発熱体１５は１６００℃になる。上部電極１２は、このようにしてその下側で放電させ、上部電極１２自身の熱伝導により電極上側の温度を２６００℃近辺に維持する。
【００５４】
上部電極１２は、切り込み部２２における放電箇所で発生した熱を受けるが、下部電極１３は、回転しているから、放電箇所で発生した熱は１箇所で受けることなく分散し、上部電極１２程には温度上昇は見られない。この結果、下部電極１３の劣化は、上部電極１２に比べてはるかに遅くなる。
【００５５】
本実施例１では、上部電極１２、下部電極１３及び発熱体１５は、それぞれカーボンを利用しているが、カーボンは、酸化雰囲気では約１６００℃で昇華が始まりその表面から消耗していく。しかし、本発明では、空間１４内に不活性ガスを充填させているから、昇華を抑えることができる。不活性ガスとしては、炭酸ガス等を利用する。
【００５６】
本発明は、上部電極１２の下部で放電を発生する構造であるから、放電加熱装置１０の上方に投入される被燃焼物は、下方に落下しても上部電極１２により放電部は遮蔽されているから、被燃焼物が放電電極間に入り込み溶融して付着したり、塊となって電極間を短絡したり、絶縁するようなことがない。よって、被燃焼物の付着等により、放電の効果が阻害されたり低減することはなく、良好な放電状態を長く維持することができる。
【実施例２】
【００５７】
図６は、本発明に係る放電加熱装置の実施例２を説明する図である。この実施例２は、実施例１とほぼ同じ構成であるので、同じ構成については説明を省略し、実施例１と異なる特徴的な構成についてのみ説明する。
【００５８】
上記実施例１において、穴１７（空間１４）内に不活性ガスが封入されているから、この不活性ガスに面した上部電極１２の下面は熱による昇華が抑制される。しかしながら上部電極１２の上面は、燃焼炉内に面しており不活性ガスに面するような環境下にはないので、熱による昇華が生じ劣化が起きる。
【００５９】
そこで、この実施例２の放電加熱装置１０では、図６（ａ）に示すような上部電極１２の上面に、保護板３６を当接し、図６（ｂ）のような構成とするものである。保護板３６は、熱伝導、耐酸化、耐含浸、絶縁等の用途で設置するものである。特に、この保護板３６は、上部電極１２の上面の昇華による劣化を抑制する酸化保護板として機能し、放電により加熱された上部電極１２からの熱を伝導して受けて、この熱を加熱炉内に放熱する熱放射板としての機能を有する。
【００６０】
保護板３６の材料としては、炭化ケイ素、窒化ケイ素、又はカーボン（交換用のカーボン）等から成る部材を当接して配置すればよい。このような熱伝導体が劣化した場合、熱伝導体の部分のみ交換すればよい。
【実施例３】
【００６１】
本発明に係る放電加熱装置の実施例３を、図７〜１１において説明する。この実施例３で説明する放電加熱装置は、実施例１と同様に、上記超高温ガス化分解装置１における燃焼炉に適用されることを前提として説明するが、このような超高温ガス化分解装置１だけの適用に限るものではなく、その他燃焼炉の加熱装置としても適用できることは言うまでもない。
【００６２】
また、この実施例３は、実施例１と比較すると、上部電極と下部電極の間にボール状の発熱体を介在させ、上部電極とボール状の発熱体との接触、離間を繰り返すという構造において共通している。よって、部分的に異なる点もあるが、実施例１と同じ構成については、その説明を省略するとともに、共通する構成要素（具体的な構造は若干異なるが）については、同じ符号を付して説明することとする。
【００６３】
実施例３の放電加熱装置は、図１に示すような燃焼炉９の底部に配置されており、図７（ａ）、（ｂ）、図８（ａ）に示すように、絶縁部材１１と、この絶縁部材１１の上下に配置された上部電極１２及び下部電極１３とを備えており、上部電極１２と下部電極１３は、それぞれ電源に接続されている。
【００６４】
絶縁部材１１は、その斜視図を図８（ａ）に示すように、全体的に矩形で所定の厚みを有する部材から成り、中央部に矩形の凹所１６が形成されている。この凹所１６に、ほぼ円形の穴１７が形成されている。この穴１７の内側が、図８（ａ）に示すように、空間１４を形成する。絶縁部材１１の材料は、セラミック材料等を利用する。
【００６５】
上部電極１２は、カーボン等の電極材料で形成されており、絶縁部材１１の凹所１６内に装着される大きさの矩形板の形状を有する。この上部電極１２は、図７（ｂ）に示すように、絶縁部材１１の凹所１６に上方から装着され、穴１７（空間１４）を上方から封止する構造となっている。この上部電極１２には、図７（ａ）、（ｂ）及び図９（ａ）、（ｂ）に示すように、穴１７の中心を中心とした円の円周（円軌跡）に沿って等間隔に複数（本実施例では４つ）の孔１２’が形成されている。
【００６６】
下部電極１３は、上部電極１２と同様にカーボン等の電極材料で形成されており、図７（ｂ）、図８（ｂ）に示すように、円盤状に形成されている。この円盤状の下部電極１３は、図７（ｂ）、図８（ｃ）に示すように、絶縁部材１１の穴１７内に、その上面が臨むように回転可能に嵌められて配置されている。下部電極１３は、上部電極１２との間で隙間を有する（要するに、互いに当接して導電状態にあるような構造ではない。）。
【００６７】
図７（ｂ）で示すように、円盤状の下部電極１３の上面１８は、水平面として形成されているが、図示はしないが細かい凹凸面（細かいデコボコ面）として形成されていることが好ましい。なお、実施例１と同様に、円錐面即ち、円盤状の下部電極１３の厚みが、中心から外径方向（放射方向）に向けて徐々に小さくなるように形成され、円盤状の下部電極１３の上面１８は、その中心から外径方向（放射方向）に向けて下方に下がるような傾斜面が形成されていてもよい。
【００６８】
円盤状の下部電極１３の下面２０は平面として形成されている。円盤状の下部電極１３の下面２０の中心に回転軸１９が固定されている。要するに、円盤状の下部電極１３は、回転軸１９の上端に、下面２０が水平となるように取り付けられている。回転軸１９は図示しないモータ等により駆動される。回転軸１９の回転数は、モータ等を制御して可変である。
【００６９】
図７（ａ）、（ｂ）、図９（ｂ）に示すように、４つの孔１２’のそれぞれには、１つの発熱体１５が装填され配置されている。発熱体１５は、カーボンボールのように、導電材料から形成された球体である。発熱体１５の大きさは、その直径が孔１２’より小さく、しかも上部電極１２の厚みより小さい。従って、孔１２’に装填された発熱体１５が下部電極１３の上面に当接して載置されている時には、発熱体１５の上端（頂点）は、上部電極１２の上面より低い位置にある。要するに、発熱体１５は、孔１２’内に没した状態にある。
【００７０】
この状態で、下部電極１３が停止し、発熱体１５が孔１２’の中央に位置する時には上部電極１２、発熱体１５及び下部電極１３が互いに接触するようなことはないが、下部電極１３が回転して、発熱体１５が自転、転動しながら上部電極１２の孔１２’の内壁面に接触すると、上部電極１２、発熱体１５及び下部電極１３を通じて電流が流れる。特に、発熱体１５が上部電極１２の孔１２’の内壁面にかすかに接触したり、離れたりすると、その間で放電を生じる。
【００７１】
なお、実施例３についても、実施例１と同様に、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、絶縁部材１１の下方から、基板３２が当接されている。この基板３２には、パッキン３５を介して回転軸１９を挿通する孔３３及び不活性ガスの通路３４が形成されている。これにより、通路３４及び孔３３を通して、上部電極１２及び下部電極１３間の隙間及び孔１２’内に不活性ガスが導入され、これにより、上下部の電極１２、１３及び発熱体１５の表面の昇華や劣化を抑制することができる。
【００７２】
また、この実施例３については、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、実施例２で説明したものと同様の保護板３６で上部電極１２をその上方からカバーして閉じる構成とする。この保護板３６は、熱伝導、蓄熱、耐酸化、耐含浸、絶縁、封止等の用途で設置するものである。
【００７３】
特に、保護板３６は、上部電極１２の上面の熱による昇華や劣化を抑制する酸化保護板として機能し、放電により加熱された上部電極１２からの熱を伝導して受けて、この熱を蓄熱するとともに加熱炉内に放熱する熱放射板としての機能を有する。さらに、保護板３６は、孔１２’を閉じて、上記不活性ガス（炭酸ガス等を利用）を漏れ出ないように上方から封止する機能を有する。
【００７４】
また、本実施例３でも、この保護板を設けることで、被燃焼物が孔１２’から電電極間に入り込み溶融して付着したり、塊となって電極間を短絡したりするようなことがない。よって、被燃焼物の付着等により、放電の効果が阻害されたり低減することはなく、良好な放電状態を長く維持することができる。
【００７５】
（作用）
以上の構成から成る実施例３の作用を、以下に説明する。下部電極１３が回転すると、下部電極１３の上面と発熱体１５の間の摩擦力により、発熱体１５は、孔１２’内で下部電極１３の上面で自転、転動し、微妙に上下動等を行う。
【００７６】
すると、発熱体１５は、上部電極１２の上面における孔１２’の内壁面と接触したり、離れたりすることを繰り返す状態となる。この状態では、発熱体１５と上部電極１２の孔１２’内壁面とが、かすかに離れた際に放電を行い、当接した時は放電は停止する。
【００７７】
このように、発熱体１５と孔１２’の内壁面とが、接触したり、離れたりすることを瞬間的に繰り返して放電を頻繁に繰り返すことで、放電状態を維持することができる。特に、下部電極１３の上面に細かい凹凸が形成されていると、下部電極１３が回転した際の発熱体15の自転や上下方向の微妙な動き、変動や振動等が活発となり、放電をより頻繁に繰り返し、放電状態が安定する等、その効果が大きい。
【００７８】
ところで、下部電極１３の回転速度によって、発熱体１５と上部電極１２の孔１２’の内壁面とが、適度な接触圧力で接触したり、離れたりすることを繰り返す状態となる。よって、下部電極１３の回転速度を適度に調整することにより、安定した放電状態を実現できる。また、下部電極１３の上面に形成する凹凸面の深さや形状によっても発熱体15の転動状態も変わるので、より安定した放電状態を実現するためには、最適な凹凸面とすることも重要である。
【００７９】
以上のように、上部電極１２と発熱体１５との間に放電が生じると、この放電箇所での温度は、約２６００℃以上となり、発熱体１５は１６００℃になる。上部電極１２は、自身の熱伝導により電極上側の温度を２６００℃近辺に維持する。
【００８０】
（変形例）
図示はしないが、実施例１と実施例３を組み合わせた構成を特徴とする実施例３の変形例も可能である。すなわち、実施例１では、図２において、上部電極は上方から空間１４を閉じるように装着し、発熱体１５は、上部電極の下面との接触、離反によって放電を繰り返す構成とした。しかし、この変形例では、図示はしないが、図２の切り込み部２２の上端側の真上における上部電極に、実施例３と同様の孔を形成し、この孔の上端内縁との発熱体１５の接触、離反を発生させて、放電を繰り返し発生するような構成としてもよい。
【００８１】
以上、本発明に係る放電加熱装置の最良の形態を実施例に基づいて説明したが、本発明は特にこのような実施例に限定されることなく、特許請求の範囲記載の技術的事項の範囲内でいろいろな実施例があることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
以上の構成から成る放電加熱装置では、左右に横置きされた二つの放電加熱用の電極を有する構成で生じる、被燃焼物の溶融物による放電性能の低下や部分的な異常加熱等を防止し、さらに酸化雰囲気における電極の昇華による劣化を抑制することができるから、家庭等からでた不要物や産業廃棄物等の燃焼、ガス化等に利用される超高温ガス化分解装置だけでなく、規模の大小や用途に関係なく、各種の燃焼炉、加熱炉、加熱装置等に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の放電加熱装置が適用される超高温ガス化分解装置の全体構成を示す図である。
【図２】（ａ）は本発明の放電加熱装置の実施例１の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面を示す図であり、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面を示す図である。
【図３】（ａ）は放電加熱装置の実施例１の絶縁部材の斜視図であり、（ｂ）は下部電極の斜視図であり、（ｃ）は発熱体を装填した状態を示す斜視図である。
【図４】本発明の放電加熱装置の構成を説明する斜視図である。
【図５】本発明の放電加熱装置の構成を説明する斜視図である。
【図６】本発明の実施例２を説明する斜視図である。
【図７】（ａ）は本発明の放電加熱装置の実施例３の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面を示す図である。
【図８】（ａ）は放電加熱装置の実施例３の絶縁部材の斜視図であり、（ｂ）は下部電極の斜視図であり、（ｃ）は発熱体を下部電極の上に載置した状態を示す斜視図である。
【図９】（ａ）は放電加熱装置の実施例３の上部電極を説明する斜視図であり、（ｂ）は発熱体を装填した状態を示す斜視図である。
【図１０】本発明の実施例３を説明する斜視図である。
【図１１】本発明の実施例３を説明する斜視図である。
【符号の説明】
【００８４】
１  超高温ガス化分解装置     
２  投入室                   
３  熱処理(分子分解化)室     
４  二次分解室               
５  吸着塔                   
６  吸着塔                   
７  吸着塔                   
８  排気ブロワー             
９  燃焼炉                   
１０  放電加熱装置              
１１  絶縁部材                    
１２  上部電極 
１２’  上部電極に形成された孔               
１３  円盤状の下部電極          
１４  空間                      
１５  発熱体                    
１６  凹所                      
１７  穴                        
１８  下部電極の上面
１９  回転軸                    
２０  下部電極の下面               
２１  穴の内周面              
２２  切り込み部                
２３  内側円周面部              
２４  内円部                    
２５  拡径部                    
２６  拡径部の始点              
２７  拡径部の終点              
２８  直線部                    
２９  内周面                    
３０  勾配面（テーパー面）      
３１  凹所の底面                
３２  基板                      
３３  孔                        
３４  不活性ガスを注入する通路  
３５  パッキン                  
３６  保護板                    
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
2006179248.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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