(57)【要約】【課題】このような事情に鑑み本発明は、永久磁石等の配置関係、諸元等を適切化することにより、高品質な磁粉体を効率的に製造する。【解決手段】加熱炉内に空気を導入する空気導入管２６ａの径方向上に約１０ｍｍ以上約３０ｍｍ以下の間隔をもって略対向配置された永久磁石３０を設ける。【選択図】図２
2006086307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機廃棄物を加熱することにより磁粉体を製造する磁粉体製造装置であって、
前記物質を加熱処理する加熱炉と、
前記加熱炉内に空気を導入する空気導入路と、
前記空気導入路の径方向上に約１０ｍｍ以上約３０ｍｍ以下の間隔をもって略対向配置され、該空気導入路内に磁場を発生させる少なくとも２個の磁場発生手段と
を有することを特徴とする磁粉体製造装置。
【請求項２】
前記磁場発生手段は、磁束密度が約２０００ガウス以上約５０００ガウス以下の磁場を発生させることを特徴とする請求項１に記載の磁粉体製造装置。
【請求項３】
前記加熱炉内で発生したガスに含まれる油分を分離する油分分離手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の磁粉体製造装置。
【請求項４】
前記油分分離手段は、
冷却液が収容された冷却液槽と、
前記冷却液を循環させる循環手段と、
前記循環手段により発生した負圧により前記ガスを前記冷却液中に吸収させ、前記油分を該冷却液の液面上に浮遊させる浮遊化手段と、
前記浮遊している油分を前記冷却液槽の外部へ除去する除去手段と
を有することを特徴とする請求項３に記載の磁粉体製造装置。
【請求項５】
加熱炉内で有機廃棄物を加熱することにより磁粉体を製造する磁粉体製造方法であって、
前記加熱炉内に空気を導入する空気導入路の径方向上に、少なくとも２個の磁場発生手段を約１０ｍｍ以上約３０ｍｍ以下の間隔をもって略対向配置し、該空気導入路内に磁場を発生させる磁場発生工程を有することを特徴とする磁粉体製造方法。
【請求項６】
前記磁場発生手段として磁束密度が約２０００ガウス以上約５０００ガウス以下の磁場を発生させる手段を用いることを特徴とする請求項５に記載の磁粉体製造方法。
【請求項７】
前記加熱炉内で発生したガスに含まれる油分を分離する油分分離工程を有することを特徴とする請求項５又は６に記載の磁粉体製造方法。
【請求項８】
前記油分分離工程は、
冷却液槽に収容された冷却液を循環させる循環工程と、
前記循環工程において発生した負圧により前記ガスを前記冷却液中に吸収させ、前記油分を該冷却液の液面上に浮遊させる浮遊化工程と、
前記浮遊している油分を前記冷却液槽の外部へ除去する除去工程と
を有することを特徴とする請求項７に記載の磁粉体製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機廃棄物を加熱処理するにあたって、磁界を通過させた空気を用いることにより、磁性を帯びた粉末状の有用な物質（以下、“磁粉体”とする）の製造装置及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
可燃性廃棄物等を燃焼する方法は数多く考案され、実用化されているが、高温での燃焼が不可欠で、装置の大型化を必要とし、高い運転コストを要するなど、種々の難点がある。
【０００３】
また、燃焼用空気に磁界の影響を及ぼすことにより、ダイオキシンの発生を抑制せんとする技術も存在するが（例えば、特許文献１参照）、磁力の作用条件や、効果が詳細に開示されておらず、応用技術の展開は、今後の課題として残されていた。
【０００４】
上記の事情に鑑み本発明者は、有機廃棄物の加熱処理における磁力の作用について広汎に研究を重ね、特定の条件下で、優れた処理の継続性が示され、有用な磁粉体が生成することを発見した。さらに本発明者は、このプロセスに適合した、特殊な排ガス処理方法を考案し、本発明を完成するに至った。生成する磁粉体は、土壌の改善、水の浄化、植物の生育促進などに有用な効果を示し、新しいリサイクル方法として期待される。
【特許文献１】特開２００１−３０４５２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、第１に効率よく有機廃棄物を加熱処理し、磁粉体を製造するための詳細な条件の探求、設定であり、第２は、本プロセスで発生する排ガスを清浄化する方法の考案であり、第３は、これらを統合した優れたシステム、装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の本発明は、有機廃棄物を加熱することにより磁粉体を製造する磁粉体製造装置であって、物質を加熱処理する加熱炉と、加熱炉内に空気を導入する空気導入路と、空気導入路の径方向上に約１０ｍｍ以上約３０ｍｍ以下の間隔をもって略対向配置され、空気導入路内に磁場を発生させる少なくとも２個の磁場発生手段とを有することを要旨とする。
【０００７】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の発明において、磁場発生手段は、磁束密度が約２０００ガウス以上約５０００ガウス以下の磁場を発生させることを要旨とする。
【０００８】
請求項３に記載の本発明は、請求項１又は２に記載の発明において、加熱炉内で発生したガスに含まれる油分を分離する油分分離手段を有することを要旨とする。
【０００９】
請求項４に記載の本発明は、請求項３に記載の発明において、油分分離手段は、冷却液が収容された冷却液槽と、冷却液を循環させる循環手段と、循環手段により発生した負圧によりガスを冷却液中に吸収させ、油分を冷却液の液面上に浮遊させる浮遊化手段と、浮遊している油分を冷却液槽の外部へ除去する除去手段とを有することを要旨とする。
【００１０】
請求項５に記載の本発明は、加熱炉内で有機廃棄物を加熱することにより磁粉体を製造する磁粉体製造方法であって、加熱炉内に空気を導入する空気導入路の径方向上に、少なくとも２個の磁場発生手段を約１０ｍｍ以上約３０ｍｍ以下の間隔をもって略対向配置し、空気導入路内に磁場を発生させる磁場発生工程を有することを要旨とする。
【００１１】
請求項６に記載の本発明は、請求項５に記載の発明において、磁場発生手段として磁束密度が約２０００ガウス以上約５０００ガウス以下の磁場を発生させる手段を用いることを要旨とする。
【００１２】
請求項７に記載の本発明は、請求項５又は６に記載の発明において、加熱炉内で発生したガスに含まれる油分を分離する油分分離工程を有することを要旨とする。
【００１３】
請求項８に記載の本発明は、請求項７に記載の発明において、油分分離工程は、冷却液槽に収容された冷却液を循環させる循環工程と、循環工程において発生した負圧によりガスを冷却液中に吸収させ、油分を冷却液の液面上に浮遊させる浮遊化工程と、浮遊している油分を冷却液槽の外部へ除去する除去工程とを有することを要旨とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の新規且つ顕著な効果は、第１に有機廃棄物の加熱処理生成物として、磁性を持つ粉体が得られることである。これは、特殊な磁力作用によりもたらされるものと考えられ、本発明により、初めて製造が可能となったものである。この磁粉体は、様々な有益な性質を示す。例えば、切花の水中に少量添加すれば、花の寿命を大幅に伸ばすことができた。その他、土壌改良、水の浄化など、多くの用途が見出されており、有用な材料として期待される。
【００１５】
本発明の第２の効果は、長時間に及ぶ加熱処理の継続を可能にすることである。実施例に示されるように、断続的に有機廃棄物を投入すれば、磁力の活用により、極めて安定した長時間にわたる処理の継続を保つことができる。
【００１６】
本発明の第３の効果は、効果的な消煙の効果である。水流エジェクタ式の油分分離装置を用いることにより、排ガスは、清浄化され、環境に悪影響を及ぼさないように運転を継続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
発明者は、有機廃棄物の加熱処理における磁力の活用方法について広範な研究を重ねた結果、特定の条件を満たすよう設定された磁場に通した空気を導入することにより、処理が極めて効果的に継続し、さらに磁粉体が得られることを発見し、本発明をなすに至った。
【００１８】
また、こうしたプロセスにおいては、発生する排ガスの処理を効率的且つ安全に行うことが不可欠であるが、発明者は、この排ガスを水流中に吸入分散させる方法を見出し、排ガス中に含まれる油分を効果的に分離できることを確認した。
【００１９】
以下、上記の本発明の詳細について実施例をまじえて説明するが、これらの実施例は、あくまでも本発明の説明のためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない。したがって、当業者であれば、これらの各要素又は全要素を含んだ各種の実施例を採用することが可能であるが、これらの実施例も本発明の範囲に含まれる。
【００２０】
また、下記の実施例を説明するための全図において、同一の要素には同一の符号を付与し、これに関する反復説明は省略する。
【００２１】
また、以下の実施例に係る磁粉体製造装置を用いる磁粉体製造方法も本発明の範囲に含まれる。
【実施例１】
【００２２】
図１は、本発明の第１の実施例（実施例１）に係る磁粉体製造装置の斜視図である。  
この磁粉体製造装置１は、加熱炉２と、油分分離装置３と、両者を接続する排煙管４とからなる。
【００２３】
加熱炉２の本体２２は、耐熱材料製であり、上部に湾曲面が形成された略円筒形状を有し、接地部２１により安定した状態で設置される。
【００２４】
本体２２の上部には内部に磁粉体の原料、つまり有機廃棄物を投入するための原料投入部２３が設けられている。
【００２５】
原料投入部２３は、開閉可能であり、加熱処理による発生するガスが外部に漏出しないように寸法、加工精度等が厳密に調整されている。
【００２６】
また、本体２２の下部側面には、この本体２２の内部で有機廃棄物が加熱処理されることにより製造された磁粉体、換言すれば磁性を帯びた灰を取り出すための磁粉体取出部２４が設けられている。
【００２７】
この磁粉体取出部２４は、原料投入部２３と同じく開閉可能且つ気密性を保持可能に構成されている。
【００２８】
また、本体２２内における加熱処理に必要な空気は、本体２２の下部側面に接続された空気導入管２６ａにより供給される。
【００２９】
この空気導入管２６ａは、金属製であり、先端部に接続されたバルブ機構２５により空気の供給量を自在に調節可能である。
【００３０】
また、空気導入管２６ａの外側面にはプラスチック製の磁石収容部２７ａが設けられており、内部に収容された磁石により空気導入管２６ａ内、つまり空気の導入炉に磁場が形成される。なお、この磁石収容部２７ａの詳細については後述する。
【００３１】
本体２２内における加熱処理において発生した煙は、金属製の排煙管４により油分分離装置３内に導入される。
【００３２】
油分分離装置３は、先の加熱処理において発生した煙に含まれる油分を分離回収するためのものであり、接地部３１、安定した状態で載置される冷却水槽３２、交差管３３、連結管３４、循環ポンプ３５、バルブ機構３６、バルブ接続管３７、排気部３８、油分導入管３９及び油分貯蔵槽４０からなる。なお、この油分分離装置３の詳細については後述する。
【００３３】
以上の構成を有する磁粉体製造装置を用いて高品質な磁粉体を製造するためには、加熱炉２に供給する空気を特定の条件を満たすような強力な磁場中を通過させる必要がある。このためには、望ましい磁場強度を有する磁石を特定の間隙及び方向で設置する必要がある。
【００３４】
したがって、磁石収容部２７ａは、図２に示すような構成となっている。なお、図２（ａ）は磁石収容部２７ａの斜視図であり、図２（ｂ）は径方向に沿った断面を示す図であり、図２（ｃ）は長手方向に沿った断面を示す図である。
【００３５】
図示するとおり、磁石収容部２７ａは、４個の永久磁石３０を備えており、この永久磁石３０は、空気導入管２６ａ及び磁石収容部２７ａの径方向上に実験結果から得られた望ましい間隔、つまり約１０ｍｍ以上約３０ｍｍ以下の間隔をもって略対向配置されており、この間隔にあわせて寸法が調整された空気導入管２６ａは、略対向配置された永久磁石３０の間を貫通している。なお、上記の間隔値は実験結果から得られた値であり、この条件により高品質な磁粉体を製造できる。
【００３６】
また、略対向配置されている永久磁石３０のそれぞれは、磁石固定部材２９ａにより外被部材２８ａに固定されており、磁石収容部２７ａに対して着脱可能に構成されている。したがって、永久磁石３０の交換等を容易に行うことができる。
【００３７】
また、上記の外被部材２８ａ、磁石固定部材２９ａ及び永久磁石３０は、磁石収容部２７ａに収容された際に上記の間隔をもって固定されるようにその寸法、形状等が調整されている。
【００３８】
また、永久磁石３０としては、ネオジウム系磁石等が用いられ、これから発せられる磁場の磁束密度は、約２０００ガウス以上約５０００ガウス以下が望ましい。なお、この数値も実験結果から得られた値であり、この条件により高品質な磁粉体を製造できる。
【００３９】
また、永久磁石３０は、同極同士で対向するように配置してもよいし、異極同士で対向するように配置してもよく、その形状に関しては特に制限はない。
【００４０】
また、磁石収容部２７ａは、図１の加熱炉本体２２から約１５０ｍｍ以上約３００ｍｍ以下の間隔をもって配置されることが望ましい。
【００４１】
また、図１の加熱炉２において発生した煙には油分が含まれている場合があり、環境への配慮からこれを除去することが望ましい。
【００４２】
しかしながら、この処理を熱交換器による冷却や、単に排ガスを水中に吹き込む方法により行うには困難が伴う。
【００４３】
したがって、本発明においては、油分分離装置３を用いる。なお、図３は、この油分分離装置の詳細を示す図である。
【００４４】
図示するとおり、冷却水槽３２は、冷却水４６を収容しており、この冷却水４６は、下部に設けられたバルブ接続管３７、バルブ機構３６（図１）、循環ポンプ３５（図１）、連結管３４、第１レジューサ４１、エジェクタ４２、第２レジューサ４３及び排出管４５からなる経路上を絶えず循環している。
【００４５】
なお、単位時間あたりの循環水量は、バルブ機構３６の開閉度や循環ポンプの出力を調整することにより変更できる。
【００４６】
図１の加熱炉２において発生した煙（ガス）は、排煙管４を通って交差管３３に流入し、循環している冷却水４６の作用により生じた負圧により第２レジューサ４３に設けられた吸入孔４４から排出管４５へ吸入される。
【００４７】
吸入された煙は、冷却されとともに排出管４５の端部から冷却水４６中に排出され、含まれている油分は、冷却水４６の表面上に浮遊する。
【００４８】
水面上に浮遊している油分は、油分導入管３９により油分貯蔵槽４０内に蓄積される。
【００４９】
蓄積された油分は燃料としてリサイクルすることが可能である。
【００５０】
一方、油分が除かれたガスは、活性炭層４７により消臭され、排気部３８から外部に排出される。
【００５１】
なお、この油分分離装置３には、難燃性のプラスチックなどの耐食性を有する材料を用いることが望ましい。
【００５２】
次に、図４を参照しつつ上記のレジューサ等の詳細について説明する。  
図３に示した第１レジューサの広径は５０ｍｍ、狭径３０ｍｍの管体であり、これに接続されたエジェクタ４２の直径は３０ｍｍである。
【００５３】
第２レジューサ４３は、狭径がエジェクタ４２と同様の３０ｍｍであり、広径が６５ｍｍであり、この部分は排出管４５と接続されている。
【００５４】
また、第２レジューサ４３における狭径部と広径部との間の部分には、エジェクタ４２に近接して直径８ｍｍの吸入孔４４が８個放射上に設けらている。
【００５５】
また、エジェクタ４２の端部は、第２レジューサ４３内に５ｍｍほど突出しており、これにより冷却水が吸入孔４４から漏出することを防止でき、確実にガスを吸入することができる。
【００５６】
以下、上記の磁粉体製造装置１を用いて磁粉体の製造を行った際の詳細について説明する。なお、加熱炉本体２２の内容積は１，５ｍ３である。
【００５７】
装置の始動は、まず、原料投入部２３より、燃えやすい廃棄物、例えば、古紙、木粉などを投入し、これに着火する。
【００５８】
さらに断続的に廃棄物の投入を繰り返し、生成された磁粉体が炉の下部に１５０ｍｍ程度になるまで堆積させる。
【００５９】
その後は、この上に、断続的に可燃性廃棄物を投入してゆけばよい。生ごみなど水分含有率の高い有機廃棄物を投入しても、順調に加熱処理は継続し、磁粉体は生成し続ける。
【００６０】
なお、加熱炉本体２２の内部では、廃棄物は炎を出して燃えるのではなく、乾燥、炭化、灰化を経て磁粉体が生成されていく。
【００６１】
また、初めに着火する際には火種等が必要であるが、それ以外には他の熱源も着火操作も必要ない。
【００６２】
さらに堆積した磁粉体は、磁粉体取出部２４より炉外に取り出される。
【００６３】
なお、古紙、プラスチックス、生ごみなど１９６．５ｋｇを順次処理したところ、白色乃至灰色の磁粉体を０．８ｋｇ得ることができた。
【００６４】
この磁粉体は、磁性を有し、磁石に付着した。
【００６５】
また、前記のとおり、火種等は実験開始時に一回使用しただけであり、空気を磁場に通したことにより、加熱処理が約５日間持続した。
【００６６】
また、さらに有機廃棄物を投入すれば磁粉体の製造処理は継続するが、上記の永久磁石３０を取り除くと製造処理は約１日で停止した。
【００６７】
また、廃木材、古紙、廃プラスチックス、生ごみなどの原料の種類に関わらず、これらから製造された磁粉体は、磁性を有しており、リサイクルの観点からも有用である。
【実施例２】
【００６８】
図５は、本発明の第２の実施例に係る空気導入管２６ｂ及び磁石収容部２７ｂの詳細を示す図である。  
上記の第１の実施例においては、空気導入管２６ａ及び磁石収容部２７ａが円筒形である場合を示したが、これに限定されず、その形状は自由に定めることができる。本実施例に係る立方体形状の空気導入管２６ｂ及び磁石収容部２７ｂはその一例である。
【００６９】
この磁石収容部２７ｂは、外被部材２８ｂ、磁石固定部材２９ｂ及び永久磁石３０からなり、その機能は第１の実施例で示した同一名称の部材と同様であり、永久磁石３０の配置間隔と磁束密度も同様である。
【００７０】
なお、上記の実施例においては加熱炉本体２２が円筒形状である場合を示したが、これに限定されず、立方体などであってもよく、容積等も任意に定めることができる。なお、加熱炉本体の高さと幅の比率（高さ／幅）は、３以下とすることが望ましく、さらには壁面を二重構造とすることが望ましい。
【００７１】
また、廃棄物投入部や磁粉体取出部の数量も２個以上とすることができる。
【００７２】
また、磁石収容部と空気導入管の数量も加熱炉の容積等に応じて任意に定めることができる。なお、この際は、空気導入管と隣接する空気導入管の間隔を５００ｍｍ以下とすることが望ましい。
【００７３】
また、磁石収容部に収容される永久磁石の数量も変更可能である。
【００７４】
また、上記の実施例においては、永久磁石が空気導入管の外側にある場合を示したが、略対向する永久磁石の間隔が約１０ｍｍ以上約３０ｍｍ以下であれば、永久磁石を空気導入管の内部に配置する構成とすることもできる。
【００７５】
また、磁場を発生させる手段としては、永久磁石に限らず電磁石等を用いることができる。
【００７６】
また、冷却水としては、イオン水を用いることも可能であり、油分と確実に分離するのであれば、水以外の液体を用いることもできる。
【００７７】
以上のとおり、本発明によれば高品質且つ有用な磁粉体を得ることができる。例えば、通常であれば短時間で枯れてしまう切花を本発明により製造された磁粉体が含有された水につけたところ、通常の２倍程度の期間にわたって茎を切断される前の状態が維持された。
【００７８】
また、長時間に及ぶ処理の継続が可能である。
【００７９】
また、加熱処理により生じたガスは、油分が除去され、さらに消臭された後に排気されるため、環境に好ましくない影響を与えることがない。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第１の実施例に係る磁粉体製造装置の斜視図である。
【図２】図１の磁石収容部の詳細を示す図である。
【図３】図１の油分分離装置の詳細を示す図である。
【図４】図３のレジューサの詳細を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施例に係る空気導入管及び磁石収容部の詳細を示す図である。
【符号の説明】
【００８１】
１    磁粉体製造装置
２    加熱炉
３    油分分離装置
４    排煙管
２１、３１    接地部
２２    加熱炉本体
２３    原料投入部
２４    磁粉体取出部
２５、３６    バルブ機構
２６ａ、２６ｂ    空気導入管
２７ａ、２７ｂ    磁石収容部
２８ａ、２８ｂ    外被部材
２９ａ、２９ｂ    磁石固定部材
３０    永久磁石
３２    冷却水槽
３３    交差管
３４    連結管
３５    循環ポンプ
３７    バルブ接続管
３８    排気部
３９    油分導入管
４０    油分貯蔵槽
４１    第１レジューサ
４２    エジェクタ
４３    第２レジューサ
４４    吸入孔
４５    排出管
４６    冷却水
４７    活性炭層
【図１】
2006086307.tif 000003
【図２】
2006086307.tif 000004
【図３】
2006086307.tif 000005
【図４】
2006086307.tif 000006
【図５】
2006086307.tif 000007