(57)【要約】【課題】有機ごみを焼却装置よりも低温で分解処理を行うことが可能で、さらにオフガスを無害化して排出することが可能な有機ごみの低温熱分解処理装置を実現すること。【解決手段】投入口部５から投入された有機ごみＧを貯留する熱分解処理槽２５と、熱分解処理槽２５内に磁化酸素を供給する磁化酸素供給部７Ａ，７Ｂと、熱分解処理槽２５の炉心部３６に配置され、ヒータ５５，５６と、第１の触媒ユニット６３とが挿入されると共に有機ごみＧが分解される際に発生するオフガスを流動する加熱二次分解管部９と、熱分解処理槽２５内の磁化酸素の吹出し部付近に配置され、第２の触媒ユニット１０５と、加熱二次分解管部９内に酸素を供給する酸素供給手段１０と、を有している。炉心部３６および加熱二次分解管部９内を触媒Ｓの熱活性化温度に加熱する有機ごみの低温熱分解装置１。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
投入口部から投入された有機ごみを貯留する熱分解処理槽と、
前記熱分解処理槽内に磁化酸素を供給する磁化酸素供給部と、
前記熱分解処理槽の炉心部に配置され、ヒータと、第１の触媒ユニットとが挿入されると共に前記有機ごみが分解される際に発生するオフガスを流動する加熱二次分解管部と、
前記熱分解処理槽内の前記磁化酸素の吹出し部付近に配置される第２の触媒ユニットと、
前記加熱二次分解管部内に酸素を供給する酸素供給手段と、
を有し、
前記加熱二次分解管部内を前記第１の触媒ユニットの熱活性化温度に加熱し、前記炉心部を前記第２の触媒ユニットの熱活性化温度に加熱する、
ことを特徴とする有機ごみの低温熱分解処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の有機ごみの低温熱分解処理装置において、
前記投入口部は、前記有機ごみを投入する投入口を開けたり閉めたりする開閉蓋と、
前記開閉蓋と前記熱分解処理槽との間に配設され前記有機ごみを一時貯留する貯留容器と、前記開閉蓋を開けて前記有機ごみを投入するときに前記貯留容器の開口部が前記投入口側に向き、前記開閉蓋を閉めたときに前記貯留容器の開口部が前記熱分解処理槽の内側に向くように回転させる貯留容器駆動機構部とを有し、
前記貯留容器の外周面と前記熱分解処理槽の前記投入口部の内周側面の間に、外気と前記オフガスの循環を遮断する遮断手段を備える、
ことを特徴とする有機ごみの低温熱分解処理装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の有機ごみの低温熱分解処理装置において、
前記開閉蓋と前記貯留容器の間の空間に不活性ガスを送気する手段を備える、
ことを特徴とする有機ごみの低温熱分解処理装置。
【請求項４】
請求項１に記載の有機ごみの低温熱分解処理装置において、
前記第１の触媒ユニットは、前記加熱二次分解管部の延長方向に沿う板状の担体、または前記加熱二次分解管部の延長方向に略直交し通気用孔部を備える板状の担体、またはメッシュからなる螺旋形状の担体を有し、各前記担体の表面に触媒が担持されている、
ことを特徴とする有機物の分解処理装置。
【請求項５】
請求項１に記載の有機ごみの低温熱分解処理装置において、
前記第２の触媒ユニットは、固定台部と、該固定台部に柱状部が突設された担体部と、該担体部の表面に担持された触媒とを有し、
前記固定台部および前記担体部には、前記触媒の周囲に酸素を送る送気孔が設けられている、
ことを特徴とする有機ごみの低温熱分解処理装置。
【請求項６】
請求項１に記載の有機ごみの低温熱分解処理装置において、
前記第１の触媒ユニットおよび第２の触媒ユニットの全体または一部が、酸化物半導体を成形または前記酸化物半導体の粒子を焼結成形した触媒によって構成される、
ことを特徴とする有機ごみの低温熱分解処理装置。
【請求項７】
請求項１に記載の有機ごみの低温熱分解処理装置において、
前記加熱二次分解管部のオフガス排出側には、オフガス吸引手段およびオフガス浄化槽が接続され、前記オフガス浄化槽内に着火手段を備える、
ことを特徴とする有機ごみの低温熱分解処理装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の有機ごみの低温熱分解処理装置において、
前記熱分解処理槽の内壁面に凹凸が形成され、前記凹凸の表面に触媒が担持されている、
ことを特徴とする有機ごみの低温熱分解処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ごみの低温熱分解処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生ごみや廃プラスチックなどの有機ごみの処理は世界共通の問題となってきている。これら有機ごみを処理する装置としては焼却装置（焼却炉）が一般的である。焼却装置は、ガスや石油などの燃料を燃焼させて燃焼炉内を高温に加熱し有機ごみを焼却処理するものである。しかし、焼却処理によって発生するオフガスには、ダイオキシンなどの有害ガスやタールが含まれている。このようなオフガスを無害化しようとすると、オフガスを８００℃以上の高温で燃焼させる加熱燃焼手段が必要となって装置が大型化するという問題がある。
【０００３】
上記のような焼却装置に対して、たとえば特許文献１には、ガスや石油などの燃料を燃焼させずに、しかも小型化が可能な有機ごみの低温熱分解処理装置が開示されている。この低温熱分解処理装置は、空気を磁界内に通過させて磁化（イオン化）空気とし、この磁化空気を分解処理槽内に送気し、３００℃〜５００℃に加熱することで、酸素と有機物との化学反応を促進し、焼却炉よりも低温で有機ごみを分解処理できるとされている。
【０００４】
また、粒体状に形成された担体の表面に酸化物半導体を担持した酸化物触媒体を作用体とし、酸素環境下において３００℃〜５００℃に加熱した酸化物触媒体にプラスチックなどの有機物を接触させることによって、有機物を二酸化炭素と水とに分解する分解処理方法ならびに分解処理装置が特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−７５８２３号公報
【特許文献２】特開２０１４−１７７５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されている有機ごみの低温熱分解処理装置は、磁化空気を送気することによって有機ごみを焼却炉に比べ低温で分解することが可能である。しかし、このような装置では、たとえば紙おむつのようにポリオレフィンなどの複数種類の不織布が５〜６層に密着積層されて構成されるものに対しては、内部の層が分解しきれないという課題がある。また、分解処理時に発生するオフガスは、タール除去部および消臭部において浄化水によって洗浄することから、大量の浄化水が必要になることや、排水処理などの課題が残る。
【０００７】
一方、特許文献２に記載の分解処理装置においては、たとえば、酸化物半導体に被処理物であるプラスチックを接触させてラジカル連鎖反応によってプラスチックを分解するものであるから、被処理物の形状や大きさによっては分解時間が長くなり大量の被処理物を短時間で分解処理することは難しいという課題がある。また、生ごみなど水分含有率が高い有機ごみでは、有機ごみと酸化物半導体の間に水分の層ができてしまい分解が進まないという課題もある。
【０００８】
そこで、本発明は、上記課題の少なくとも一つを解決するためになされたものであって、生ごみ、廃プラスチックおよび不織布の積層物などの有機ごみを焼却炉よりも低温で分解することが可能で、さらにオフガスを無害化して排出することが可能な有機ごみの低温熱分解処理装置を実現しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
［１］本発明の有機ごみの低温熱分解処理装置は、投入口部から投入された有機ごみを貯留する熱分解処理槽と、前記熱分解処理槽内に磁化酸素を供給する磁化酸素供給部と、前記熱分解処理槽の炉心部に配置され、ヒータと、第１の触媒ユニットとが挿入されると共に前記有機ごみが分解される際に発生するオフガスを流動する加熱二次分解管部と、前記熱分解処理槽内の前記磁化酸素の吹出し部付近に配置され、第２の触媒ユニットと、前記加熱二次分解管部内に酸素を供給する酸素供給手段とを有し、前記加熱二次分解管部内を前記第１の触媒ユニットの熱活性化温度に加熱し、前記炉心部を前記第２の触媒ユニットの熱活性化温度に加熱することを特徴とする。
【００１０】
本発明の有機ごみの低温熱分解処理装置によれば、磁化（イオン化）されることによって活性化された酸素を熱分解処理槽内に供給し、ヒータによって触媒の熱活性化温度に加熱することによって、生ごみや廃プラスチックなどの有機ごみを焼却炉よりも低温で分解することができる。なお、このような熱分解は、燃焼と区別して燻燃または燻蒸と表されることがある。また、第１の触媒ユニットを作用体とし、酸素環境下で第１の触媒ユニットの熱活性化温度に加熱し触媒反応によって有機ごみを二酸化炭素と水に分解することができる。上記燻燃と触媒反応を併用すれば、たとえば、不織布が密着積層された紙おむつのように燻燃では分解しきれない有機ごみを分解することが可能となり、多種類の有機物が混在した有機ごみを分解処理することが可能となる。
【００１１】
また、オフガスは、加熱二次分解管部内において、ヒータの加熱による熱分解と触媒反応とによって二酸化炭素と水に分解され、ダイオキシンやタールなどを含まない無害化された排ガスとして排出することが可能となる。さらに、従来技術の排気ガスを浄化水で洗浄するものに対して排水処理の煩わしさがない。
【００１２】
［２］また、本発明の有機ごみの低温熱分解処理装置において、前記投入口部は、前記有機ごみを投入する投入口を開けたり閉めたりする開閉蓋と、前記開閉蓋と前記熱分解処理槽との間に配設され前記有機ごみを一時貯留する貯留容器と、前記開閉蓋を開けて前記有機ごみを投入するときに前記貯留容器の開口部が前記投入口側に向き、前記開閉蓋を閉めたときに前記貯留容器の開口部が前記熱分解処理槽の内側に向くように回転させる貯留容器駆動機構部とを有し、前記貯留容器の外周面と前記熱分解処理槽の前記投入口部の内周側面との間に、外気と前記オフガスの循環を遮断する遮断手段を備えることが好ましい。
【００１３】
このように構成すれば、開閉蓋を開けて有機ごみを投入する際に、熱分解処理槽内に発生したオフガスがそのまま外部への漏出を抑制できる。また、外気が熱分解処理槽内に侵入しないので熱分解処理槽の温度低下を抑制でき、外気の侵入によって熱分解処理槽内が酸素供給過多になり有機ごみが発火することを防止できる。
【００１４】
［３］また、本発明の有機ごみの低温熱分解処理装置においては、前記開閉蓋と前記貯留容器の間の空間に不活性ガスを送気する手段を備えることが好ましい。
【００１５】
外気と熱分解処理槽内とは遮断手段によって遮断されているが、不活性ガス（例えば窒素ガス）を送気することによって、外気と熱分解処理槽の間の遮断効果を高めることができる。
【００１６】
［４］また、本発明の有機ごみの低温熱分解処理装置において、前記第１の触媒ユニットは、前記加熱二次分解管部の延長方向に沿う板状の担体、または前記加熱二次分解管部の延長方向に略直交し通気用孔部を備える板状の担体、またはメッシュからなる螺旋形状の担体を有し、各前記担体の表面に触媒が担持されていることが好ましい。
【００１７】
このように構成すれば、オフガスが加熱二次分解管部を通過する間に触媒との接触面積が大きくなり、オフガスの分解を促進することが可能となる。
【００１８】
［５］また、本発明の有機ごみの低温熱分解処理装置においては、前記第２の触媒ユニットは、固定台部と、該固定台部に柱状部が突設された担体部と、該担体部の表面に担持された触媒とを有し、前記固定台部および前記担体部には、前記触媒の周囲に酸素を送る送気孔が設けられていることが好ましい。
【００１９】
このようにすれば、触媒の周囲に酸素を供給できるので、触媒反応を活性化することと、有機ごみの分解時における酸化作用を促し、有機ごみを二酸化炭素と水とに分解することが可能となる。
【００２０】
［６］また、本発明の有機ごみの低温熱分解処理装置においては、前記第１の触媒ユニットおよび第２の触媒ユニットの全体または一部が、酸化物半導体を成形または前記酸化物半導体の粒子を焼結成形した触媒によって構成されることが好ましい。
【００２１】
このようにすれば、触媒を第１の触媒ユニットおよび第２の触媒ユニットの形状に成形することで担体を用いずに、たとえば、触媒を板状、ハニカム構造やメッシュの螺旋構造に形成することができ、有機ごみやオフガスとの接触面積を大きくすることが可能となり、触媒反応による有機ごみおよびオフガスの分解処理の効率を高めることができる。
【００２２】
［７］また、本発明の有機ごみの低温熱分解処理装置においては、前記加熱二次分解管部のオフガス排出側には、オフガス吸引手段およびオフガス浄化槽が接続され、前記オフガス浄化槽内に着火手段を備えることが好ましい。
【００２３】
このような構成にすれば、オフガス吸引手段によって熱分解処理槽内に発生するオフガスを加熱二次分解管部内に強制吸引することが可能となる。また、加熱二次分解管部において分解しきれないオフガスをオフガス浄化槽内で燃焼させてしまえば、ダイオキシン、タールや微粉塵の排出を防止することが可能となる。
【００２４】
［８］また、本発明の有機ごみの低温熱分解処理装置においては、前記熱分解処理槽の内壁面に凹凸が形成され、前記凹凸の表面に触媒が担持されていることが好ましい。
［００２５］
このように熱分解処理槽の内壁面に触媒を担持させれば、有機ごみと触媒との接触面積が拡がるので触媒反応による分解処理を促進させることが可能となる。また、熱分解処理槽内に滞留しているオフガスを分解することが可能となるので悪臭の低減などにも効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係る有機ごみの低温熱分解処理装置の外観を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ切断線で切断した断面図であり、磁化酸素供給部の構成を示している。
【図３】図１のＢ−Ｂ切断線で切断した断面図であり、有機ごみの低温熱分解処理装置を前方側から見た構成を示している。
【図４】図１のＣ−Ｃ切断線で切断した有機ごみの低温熱分解処理装置を示す断面図である。
【図５】本発明の実施例１に係る第１の触媒ユニットが配置された加熱二次分解管部を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は前方側から見た正面図である。
【図６】本発明の実施例２に係る第１の触媒ユニットが配置された加熱二次分解管部を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ切断線で切断した第１の触媒ユニットを示す断面図である。
【図７】本発明の実施例３に係る第１の触媒ユニットが配置された加熱二次分解管部を示す断面図である。
【図８】図１のＤ−Ｄ切断線で切断した断面図で、酸素供給手段の構成を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る有機ごみの投入に係る作用を模式的に示す説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る第２の触媒ユニットの構成の１例を示す部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の有機ごみの低温熱分解処理装置１（以降、低温熱分解処理装置１と記載することがある）の構成について、図１〜図１０を参照して説明する。なお、以下に説明する有機ごみには、生ごみ、草、木材チップや廃プラスチックなどの有機ごみ全般を含み、それぞれが種類ごとに分別されているものや混在しているもの、無機物がプラスチックに組込まれているようなものなどを含む。
【００２７】
図１は、本発明の実施の形態に係る有機ごみの低温熱分解処理装置１の外観を示す斜視図であり、構成要素の配置を表す説明図である。なお、以下に説明する各図は、図１の図示右側を右方、左側を左方とし、図示手前側を前方、奥側を後方として説明する。また、低温熱分解処理装置１の接地側を下方、その反対側を上方として説明する。
【００２８】
図１に示すように、低温熱分解処理装置１は、地面に接地する架台２と、架台２に載置固定される分解処理装置本体３とを有している。分解処理装置本体３は、架台２側の分解処理槽部４と分解処理槽部４の上方側に設けられる有機ごみを投入するための投入口部５を有している。分解処理槽部４には、下方の左右中央部に有機ごみが分解される際に発生する残渣（たとえば、灰など）を取り出す残渣取出し部６が前方側に突設されている。この残渣取出し部６は、分解処理槽部４の後方側にも設けられていて連通されている（図４参照）。残渣取出し部６は、開閉扉６Ａを開けて底に溜まった残渣を掻き出すことが可能となっている。残渣取出し部６の左右両側には、磁化酸素供給部７Ａ、７Ｂが設けられている。磁化酸素供給部７Ａ，７Ｂは、外部から取込んだ空気のうち酸素を磁化（イオン化）して分解処理槽部４内に送り込む機能を有する。
【００２９】
また、残渣取出し部６の上方には、オフガス誘導管８（図４参照）の一部である加熱二次分解管部９の一方の端部が突設されている。この加熱二次分解管部９の他方の端部は、分解処理槽部４の後方側に突設されている（図４参照）。加熱二次分解管部９は、有機ごみを加熱分解する際に分解処理槽部４の内部に発生するオフガスを二酸化炭素と水とに分解して排出する機能を有する。分解処理槽部４の前方側には、酸素供給手段１０が突設されている。この酸素供給手段１０は、分解処理槽部４内の主として底部に酸素を供給する機能を有する。図１では、酸素供給手段１０は、図示の都合上、分解処理槽部４の左方側のみ図示されているが、右方側にも左方側と対となるように配置されている（図３参照）。図１に示すように、分解処理槽部４の右方側には、開口部１１Ａ，１１Ｂが設けられている。開口部１１Ａ，１１Ｂは、分解処理槽部４の左方側にも右方側と対になるように配置されている。開口部１１Ａ，１１Ｂは、主として分解処理槽部４内のメンテナンスのために儲けられていて、通常は蓋によって閉じられている。
【００３０】
投入口部５は、上部に有機ごみの投入口１５を有し、この投入口１５を開けたり閉めたりする開閉蓋１６が設けられている。開閉蓋１６は、蓋開閉機構部１７（図３も参照する）によってヒンジ１８を回転軸として開閉可能となっている。開閉蓋１６の右方側端部には、蓋ロック機構１９が設けられていて、蓋ロック機構１９は開閉蓋１６を閉めた状態でロックする機能を有する。なお、図示は省略するが、投入口部５の内部には、投入口１６から投入される有機ごみを一旦貯留する貯留容器９５（図３、図４参照）を備えていて、投入口部５の前方側にはこの貯留容器９５を回転させるための貯留容器駆動機構部２０が設けられている。貯留容器駆動機構部２０は、ハウジング内に収容されている。低温熱分解処理装置１の後方側（背面側）には、オフガス浄化部２１（図４参照）が配設されている。
【００３１】
図２は、図１のＡ−Ａ切断線で切断した断面図であり、磁化酸素供給部７Ａ，７Ｂの構成を示している。図３は、図１のＢ−Ｂ切断線で切断した断面図であり、低温熱分解処理装置１を前方側から見た構成を示している。まず、図２および図３を参照して分解処理槽部４の構成につて説明する。分解処理槽部４は、内壁部２６と、内壁部２６から外側に所定の空間を有して設けられるカバーである外壁部２７と、熱分解処理槽２５を下方側で支持する底壁部２８と、上方の上壁部２９とで構成されている。これら上記各壁部で囲まれた内部空間が、有機ごみの熱分解処理を行う熱分解処理槽２５である。内壁部２６と外壁部２７の間には空気層の空間３１が設けられていて、空気層の断熱効果で熱分解処理槽２５内に発生したオフガスが、内壁部２６で結露しにくい構造としている。また、上壁部２９も二重構造になっていて、図２に示すように上内壁部２９Ａとの間に空気層の空間３２を設けることによって、空気層の断熱効果で熱分解処理槽２５内に発生したオフガスが内壁部２６や上内壁部２９Ａで結露しない構造としている。有機ごみを熱分解する際に発生するオフガスが内壁部２６や上内壁部２９Ａで結露すると、これら壁部にタールや煤などが付着し頻繁にクリーニングをしなければならないが、空間３１，３２を設けることで、結露によるタールや煤などの付着を減らすことができるようにしている。
【００３２】
図３に示すように、熱分解処理槽２５は、下方において左右の内壁部２６から連続する斜面部３３で下方側が上方側よりも狭められており、その底部空間は熱分解処理された有機ごみの灰やセラミック灰などの残渣Ｚを一時貯留する残渣貯留室３４となっている。残渣貯留室３４の底部は底板３５で塞がれている。なお、残渣貯留室３４は、図１に示した残渣取出し部６に連通されている。残渣Ｚの上方は炉心部３６で熱分解処理槽２５内において最も温度が高い領域であり、有機ごみの熱分解が活発に行われる領域である。炉心部３６の上方は、炉心部３６からの熱と磁化酸素による熱分解と触媒による熱分解とが連鎖的に拡がっていく分解連鎖領域３７である。また、分解連鎖領域３７の上方は、投入口１５から投入された有機ごみが堆積される堆積領域３８であって有機ごみの乾燥領域である。炉心部３６および分解連鎖領域３７において有機ごみが熱分解されるとその領域の有機ごみの堆積が減少していき、減少した分だけ堆積層３８にある有機ごみが分解連鎖領域３７に移動する。そして、ほぼ定期的に投入口１５から有機ごみが補充され、有機ごみの熱分解を継続する。
【００３３】
次に、磁化酸素供給部７Ａ，７Ｂの構成について図２および図３を参照して説明する。磁化酸素供給部７Ａ，７Ｂは、図１に示すように分解処理槽部４の底部に左右１対設けられている。なお、図２は、磁化酸素供給部７Ａの前後方向の配置構成を示している。磁化酸素供給部７Ａ，７Ｂは、構成が同じ（但し、互いに対向するように配置されている）なので右方側の磁化酸素供給部７Ａを例にして説明する。図２に示すように、磁化酸素供給部７Ａは、取り入れた酸素を磁化する磁化酸素生成部４０と、磁化酸素生成部４０に連通する磁化酸素供給管４１と、磁化酸素供給管４１に連通して磁化された酸素を熱分解処理室２５内に吐出する磁化酸素吐出管群４２を有している。
【００３４】
磁化酸素生成部４０は、外部から酸素を吸引する酸素吸引管４３と、酸素貯留室４４と、磁化酸素貯留室４５と、酸素貯留室４４と磁化酸素貯留室４５とを連通する磁化器４６とを有している。磁化酸素貯留室４５は、磁化酸素供給管４１に連通している。磁化器４６の内部には、不図示のパイプ状またはリング状の永久磁石が配設され、酸素がこの永久磁石を通過する際に磁化（イオン化）される。磁化酸素供給管４１は、磁化酸素貯留室４５との連通部から熱分解処理槽２５の後方側端部まで延長され、後方側端部は封止されている。磁化酸素供給管４１には、磁化酸素貯留室４５から延長方向に向かって磁化酸素吐出管群４２が配列されている。なお、酸素貯留室４４には、不図示の窒素・酸素分離装置によって空気から窒素を除去した酸素濃度の高い空気が一時貯留される。ここでは、この酸素濃度の高い空気を酸素と記載している。なお、磁化酸素生成部４０は、外部から空気を取り込み磁化する磁化空気生成部としてもよい。空気は、窒素と酸素が大部分を占めるが、窒素よりも酸素の方が磁化されやすく、酸素が磁化されて活性化し有機ごみの熱分解に寄与することになるので、この磁化空気を磁化酸素と位置付けてもよい。酸素貯留室４４と磁化酸素貯留槽４５は、ハウジング４７によって仕切られている。
【００３５】
図２に示すように、磁化酸素供給管４１には、延長方向に磁化空気吐出管群４２が配列されていて、磁化酸素供給管４１にそれぞれニップルなどで接続されている。磁化酸素吐出管群４２は、磁化酸素生成部４０側（前方側）から磁化酸素吐出管４２Ａ〜４２Ｍの順に後方側に向かってほぼ等間隔に配列される。なお、磁化酸素吐出管の数は適宜設定される。
【００３６】
磁化酸素吐出管４２Ａは、前方側の内壁部２６と外壁部２７の間の空間３１を通って上方に向かい、その先で９０度曲げられて熱分解処理槽２５の内側に向かって延長されている。また、磁化酸素供給管４２Ｍは、後方側の内壁部２６と外壁部４７の間の空間３１を通って９０度曲げられて熱分解処理槽２５の内側に向かって延長されている。磁化酸素供給管４２Ａ，４２Ｍは、図３に示すように、分解連鎖領域３７と堆積領域３８の境界付近に磁化酸素の吐出口が配置される。
【００３７】
次に、磁化酸素吐出管４２Ｂ〜４２Ｌの上下方向の配置について図２、図３を参照して説明する。図３に示すように、磁化酸素吐出管４２Ｂ，４２Ｄ，４２Ｆ，４２Ｈ，４２Ｊ，４２Ｌは、吐出口が炉心部３６に向くように配置される。また、磁化酸素吐出管４２Ｃ，４２Ｅ，４２Ｇ，４２Ｉ，４２Ｋは、吐出口が分解連鎖領域３７に向くように配置されている。右方の磁化酸素供給部７Ａの磁化酸素吐出管４２Ｂ〜４２Ｌと、左方の磁化酸素供給部７Ｂの磁化酸素吐出管４２Ｂ〜４２Ｌのそれぞれは、磁化酸素供給管４１への取り付け構造や形状を同じとしているが、互いに吐出口が対向するように配置されている。そこで図３では、右方の磁化酸素供給部７Ａと左方の磁化酸素供給部７Ｂの構成要素に同じ符号を付している。
【００３８】
図示は省略するが、熱分解処理槽２５内には、炉心部３６の温度を測定する温度センサーが配置されている。この温度センサーは、有機ごみの衝突から保護するために、磁化酸素吐出管４２Ｂ〜４２Ｌのいずれかに沿うように取り付けられることが好ましい。なお、温度センサーは、炉心部３６に加えて分解連鎖領域３７、堆積領域３８および加熱二次分解管部９内など複数個所に配置するようにしてもよい。温度センサーによる各位置の温度検出結果に基づき、燻燃温度または触媒の熱活性化温度よりも低い場合には、後述するヒータ５５，５６（図４参照）の加熱温度を高めると共に磁化酸素供給部７Ａ，７Ｂおよび酸素供給手段１０からの酸素供給量を増加し、高い場合には、ヒータ５５，５６の加熱温度を降温させると共に酸素供給量を減少させて、熱分解処理槽２５内の温度をコントロールする。図２に示すように、酸素吸引管４３にはバルブ４８が設けられていて、磁化酸素供給量のコントロールを可能にしている。
【００３９】
図示は省略するが、磁化器４６は、非磁性材料から形成された円筒管と、円筒管の孔部に嵌め込まれたパイプ状またはリング状の永久磁石とで構成されている。磁化器４６は、酸素貯留室４４と磁化酸素貯留室４５とを連通している。酸素吸引管４３から吸引された酸素は、永久磁石の孔部を通過するうちに磁化（イオン化）される。磁化された酸素は、磁化酸素供給管４１を経由して磁化酸素吐出管４２Ａ〜４２Ｍから熱分解処理槽２５内に吐出される。磁化器４６は、図３に示すように、それぞれ左右に配置される磁化空気供給部７Ａおよび磁化空気供給部７Ｂ共に、上下方向に４列、左右方向に３列、計１２個配列されている。ただし、磁化器４６の数と配列は、これに限らず適宜選択できる。続いて、オフガス誘導管８の構成について図４を参照して説明する。
【００４０】
図４は、図１のＣ−Ｃ切断線で切断した低温熱分解処理装置１を示す断面図である。オフガス誘導管８は、熱分解処理槽２５の左右方向のほぼ中央に配置されている（図３参照）。図４に示すように、オフガス誘導管８は、熱分解処理槽２５の前方側の内壁部２６の内側に沿って下方に向かうオフガス吸引管部５０と、熱分解処理槽２５の下方においてオフガス吸引管部５０に直交するように接続される加熱二次分解管部９と、熱分解処理槽２５の後方外側で加熱二次分解管部９と接続され、外壁部２７の外側に沿って上方に向かうオフガス排出管部５１を備えている。オフガス吸引管部５０には、上部壁２９の上内壁部２９Ａの近くに先端開口部５２が設けられ、下方側で加熱二次分解管部９に連通している。加熱二次分解管部９は、残渣取出し部６の上方に配置され、炉心部３６を前後方向に貫通している。加熱二次分解管部９の前方側端部１２は、熱分解処理槽２５の前方側に突出している。一方、後方側端部１３は、熱分解処理槽２５の後方側に突出しオフガス排出管部５１に連通され、オフガス浄化槽５３に接続されている。また、オフガス排出管部５１には、オフガス吸引手段５４が取り付けられている。オフガス吸引手段５４は、内部に配設されるファンなどによって、熱分解処理槽２５内に発生するオフガスをオフガス吸引管部５０、加熱二次分解管部９を介して吸引し、オフガス浄化槽５３に送り込む。
【００４１】
加熱二次分解管部９には、前方側からヒータ５５が挿入され、加熱二次分解管部９のほぼ中央で折り返されて前方側に突出している。また、後方側からはヒータ５６が挿入され加熱二次分解管部９のほぼ中央で折り返されて後方側に突出している。ヒータ５５，５６は、不図示の電力供給部に接続され、加熱二次分解管部９内を所定温度に加熱する。すなわち、ヒータ５５，５６は、加熱二次分解管部９内を加熱することによって炉心部３６を所定温度に加熱する機能を有する。この所定温度とは、有機ごみが燻燃可能な温度３００℃〜５００℃である。したがって、ヒータ５５，５６は、有機ごみの燻燃のための種火となる。加熱二次分解管部９の前方側端部１２および後方側端部１３は、各々蓋部材５７，５８で封止されている。なお、ヒータ５５の端部は蓋部材５７を貫通し、ヒータ５６の端部は蓋部材５８を貫通している。なお、ヒータ５５とヒータ５６とを１本のヒータで構成してもよい。
【００４２】
加熱二次分解管部９の前方側端部１２からは、蓋部材５７を貫通して酸素供給管５９が後方側に向かって挿入されている。酸素供給管５９は、加熱二次分解管部９内に酸素を送り込む。酸素供給管５９は、不図示の酸素供給装置に接続され、常温の酸素が加熱二次分解管部９内に送り込まれるようになっている。また、加熱二次分解管部９内に送り込まれる酸素は、酸素供給管５９にバルブを設けたり、酸素供給装置に酸素供給量調整機能を設けたりすることなどによって単位時間当たりの供給量が調整できるようになっている。図４では、酸素供給管５９は、加熱二次分解管部９の前方側途中までの長さとしているが、後方側端部まで延長するようにしてもよい。この場合、酸素供給管５９の側面に複数の酸素吐出用の小孔を長さ方向に配列する。加熱二次分解管部９内には、第１の触媒ユニット６３が配設されている。第１の触媒ユニット６３は各種の形態（実施例）が適用可能であるが、図５〜図７を参照して実施例１〜実施例３について説明する。
【００４３】
図５は、実施例１に係る第１の触媒ユニット６３が配置された加熱二次分解管部９を示し、（ａ）は断面図（図１のＣ−Ｃ断面図に相当）、（ｂ）は（ａ）を前方側から見た正面図である。図５（ａ）に示す例では、第１の触媒ユニット６３は、加熱二次分解管部９の長さ方向に４個が備えられている。これら４個をそれぞれ、第１の触媒ユニット６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃ，６３Ｄとする。４個の第１の触媒ユニットのそれぞれは、同じ構成であって金属またはセラミックの板状の担体６０に触媒Ｓが担持されたものである。担体６０の表面は凹凸面を有するか、または多孔質であって、表面全体に触媒Ｓが担持されている。図５（ｂ）に示すように、第１の触媒ユニット６３Ａ、６３Ｃは、加熱二次分解管部９の左方側に配置固定され、第１の触媒ユニット６３Ｂ，６３Ｄは、加熱二次分解管部９の右方側に配置固定されている。すなわち、第１の触媒ユニット６３Ａ〜６３Ｄは、前方側から順次互い違いに配置され、左側の第１触媒ユニット６３Ａ，６３Ｃ、と右側の第１触媒ユニット６３Ｃ，６３Ｄの間を通すようにヒータ５５，５６および酸素供給管５９が挿入されている。図５（ａ）に示す例では、酸素供給管５９の延長範囲は、前方側の第１の触媒ユニット６３Ｂの手前までとしているが、後方側端部まで延長するようにしてもよい。この場合、酸素供給管５９の側面に複数の酸素吐出用の小孔を長さ方向に配列する。加熱二次分解管部９内に吸引されたオフガスと酸素は、混合ガスの状態で第１の触媒ユニット６３Ａ、６３Ｂ，６３Ｃ，６３Ｄの間を蛇行しながら、触媒Ｓに接触して大部分が二酸化炭素と水とに分解されてオフガス排出管５１に流動される。第１の触媒ユニット６３は、４個に限らず３個または４個以上としてもよい。次に、実施例２について図６を参照して説明する。
【００４４】
図６は、実施例２に係る第１の触媒ユニット６３（実施例１と区別するために第１の触媒ユニット６３Ｅと表す）が配置された加熱二次分解管部９を示し、（ａ）は断面図（図１のＣ−Ｃ断面図に相当）、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ切断線で切断した第１の触媒ユニット６３Ｅを示す断面図である。実施例２は、加熱二次分解管部９の延長方向に略直交し通気用孔部を備える板状の担体６１を有していることが実施例１との相違点である。図６（ａ）に示す例では、加熱二次分解管部９の長さ方向に５個の第１の触媒ユニット６３Ｅが配置固定されている。また、図６（ａ），（ｂ）に示すように、第１の触媒ユニット６３Ｅを構成する担体６１には、ヒータ５５，５６が挿通される挿通孔６４が設けられている。ヒータ５５は、加熱二次分解管部９の前方側から挿入され、ヒータ５６は加熱二次分解管部９の後方側から挿入されている。この挿通孔６４とヒータ５５，５６との間は電気的に絶縁されている。担体６１は、金属製またはセラミック製であり、挿通孔６４以外の場所に通気用孔部としてハニカム構造６５が形成されている。この担体６１のハニカム構造６５を含む表面全体には触媒Ｓが担持される。オフガスおよび酸素の混合ガスは、ハニカム構造６５を通って、すなわち触媒Ｓに接触してオフガスの大部分が二酸化炭素と水に分解されオフガス排出管部５１に送られる。なお、第１の触媒ユニット６３Ｅの数は５個に限らず４個以下、または５個以上設けるようにしてもよい。加熱二次分解管部９の前方には、酸素供給管５９が挿入されている。図６（ａ）の例では、酸素供給管５９の延長範囲は、最も前方側の第１の触媒ユニット６３Ｅの手前までとしている。ただし、酸素供給管５９を全ての第１の触媒ユニット６３Ｅの挿通孔６５を貫通して後方側端部まで延長してもよい。この場合、酸素供給管５９の側面に複数の酸素吐出用の小孔を長さ方向に配列する。なお、ハニカム構造の担体６１に替えてメッシュ構造を備える板状部材を担体として加熱二次分解管部９の長さ方向に複数個配列するようにしてもよい。
【００４５】
図７は、実施例３に係る第１の触媒ユニット６３（実施例１および実施例２と区別するために第１の触媒ユニット６３Ｆと表す）が配置された加熱二次分解管部９を示す断面図（図１のＣ−Ｃ断面図に相当）である。図７に示すように、加熱二次分解管部９内には、螺旋状の担体６２に触媒Ｓが担持された第１の触媒ユニット６３Ｆが配設されている。担体６２は、ステンレス鋼などの金属で形成されたメッシュ構造（図示は省略）を有し、メッシュの表面全体に触媒Ｓが担持されている。オフガスおよび酸素の混合ガスは、メッシュを通過しながら旋回しつつ触媒Ｓに接触して大部分が二酸化炭素と水に分解されてオフガス排出管部５１に送られる。第１の触媒ユニット６３Ｆの螺旋中央部の隙間には、ヒータ５５，５６がそれぞれ前方側および交付側から挿入されている。また、加熱二次分解管部９の前方側端部から第１の触媒ユニット６３Ｆの手前まで酸素供給管５９が挿入されている。ただし、酸素供給管５９を第１の触媒ユニット６３Ｆの螺旋中央部の隙間を挿通して後方側端部まで延長するようにしてもよい。この場合、酸素供給管５９の側面に複数の酸素吐出用の小孔を長さ方向に配列する。
【００４６】
第１の触媒ユニット６３に担持される触媒としては、たとえば、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＳｎＯ２、ＺｎＯなどの酸化物半導体（金属酸化物半導体）、またはＡｇ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｏｓ、Ｉｒ及びＰｔなどの貴金属粒子または貴金属酸化物粒子がある。酸化物半導体は、真性体領域（３００℃〜５００℃）および酸素環境下において、ラジカル反応と酸化反応によってオフガスを炭酸ガスと水とに分解する。一方、貴金属粒子および貴金属酸化物粒子を触媒とする場合には、触媒熱反応によってオフガスを炭酸ガスと水とに分解する。これらの触媒反応による分解は、３００℃〜５００℃の温度環境および酸素環境下において促進される。なお、前述した熱分解処理槽２５内における燻燃には３００℃〜５００℃、好ましくは４００℃〜５００℃に加熱する。したがって、加熱二次分解管部２５をヒータ５５，５６によって３００℃〜５００℃に加熱すれば、炉心部３６に貯留されている有機系のごみの加熱による熱分解と、触媒熱反応によるオフガスの分解を行うことが可能となる。なお、炉心部の温度が３００℃〜５００℃に達していれば、加熱二次分解管部９内の温度も３００℃〜５００℃に維持されるので、ヒータ５５，５６による加熱を停止してもよい。
【００４７】
なお、上記実施例１〜実施例３で説明した第１の触媒ユニット６３においては、それぞれ担体６０，６１，６３に触媒Ｓを担持させているが、担体を用いない触媒ユニットを採用することが可能である。第１の触媒ユニット６３においては、前述した酸化物半導体を実施例１〜実施例３で説明した各担体６０，６１，６３の形状に成形したり、酸化物半導体の粒子を焼結成形したりして触媒ユニットとすることが可能である。次に、オフガス浄化部２１の構成について図４を参照して説明する。
【００４８】
図４に示すように、オフガス浄化部２１は、オフガス吸引手段５４、オフガス浄化槽５３および着火手段６７を有している。オフガス排出管部５１は、加熱二次分解管部９との接続部から後方側の外壁部２７に沿ってオフガス浄化槽５３内に達するまで延長されている。オフガス誘導管８は、有機ごみを熱分解するときに発生するオフガスをオフガス吸引管部５０から吸引し、加熱２次分解管部９においてオフガスを分解した後、オフガス排出管部５１からオフガス浄化槽５３に送り込む。オフガス吸引管部５０から吸引されるオフガスには、ＣＯ２、水分（水蒸気）およびタールなどを含み、その温度は５０℃〜６０℃程度である。加熱二次分解管部９（炉心部３６）は、３００℃〜５００℃の高温域になっているので、熱分解処理槽２５内に発生するオフガスを強制吸引する必要がある。そこで、オフガス排出管部５１には、オフガス吸引手段５４が配設されている。オフガス排出手段５４としては、たとえばブロワーなどが採用される。ブロワーには不図示のファンが内設されていてオフガスをオフガス浄化槽５３に強制排気させることによって、熱分解処理槽２５、オフガス吸引管部５０、加熱二次分解管部９、オフガス排出管部５１およびオフガス浄化槽５３の順に流路が形成される。
【００４９】
オフガス浄化槽５３の内部には、着火手段６７が配設されている。着火手段６７としては、赤外線ヒータや点火プラグ、電熱線などが用いられる。オフガス浄化槽５３内に送気されたオフガスは、加熱二次分解管部９内においてヒータ５５，５６による加熱および触媒作用によって多くは炭酸ガスと水に分解されるが、分解しきれないタール成分やダイオキシンや微粉塵などが存在する。オフガス浄化槽５３は、これらを高温（たとえば８００℃以上）で燃焼させて無害化して外部に排出する。なお、加熱二次分解管部９内は、３００℃〜５００℃に加熱されている。加熱二次分解管部９内のオフガスの多くは水蒸気である。高温の水蒸気は、いわゆる過熱水蒸気である。過熱水蒸気は、悪臭ガスの分解、ダイオキシンの分解、タールの分解および滅菌作用を有する。過熱水蒸気が滅菌作用を有することから、低温熱分解処理装置１が医療機器や医療廃棄物などの有機ごみの分解および無害化に適用できることを示している。
【００５０】
なお、本実施の形態では、熱分解処理槽２５における有機ごみの熱分解を一次分解とし、加熱二次分解管部９によるオフガスの分解を二次分解としている。図４に示すように、オフガス浄化槽５３の上方先端には、細管部６８が接続されている。この細管部６３を設けることによって、オフガス浄化槽５３の内部に加熱二次分解管部９から送られてくるオフガスが一時滞留され、オフガスは着火手段６７によって一気に８００℃程度の高温で燃焼される。なお、細管部６８は煙突であって、燃焼後排出される排気ガスを２００℃以下に降温させて排出するための有効長さを有している。
【００５１】
次に、酸素供給手段１０の構成を図３および図８を参照して説明する。ここで酸素供給手段１０が供給する酸素は、空気を窒素・酸素分離装置で窒素を除去したものであり、純粋な酸素でなくても有機ごみや残渣Ｚに含まれる未分解物などの熱分解を促進する。
【００５２】
図８は、図１のＤ−Ｄ切断線で切断した断面図で酸素供給手段１０の構成を示す図である。酸素供給手段１０は、低温熱分解処理装置１の左右両側に一対となるように、それぞれが対向するように配置されている（図３参照）。図８に示すように、酸素供給手段１０は、酸素供給管部７０と、酸素供給管部７０に直交するように連通して酸素を熱分解処理槽２５内に吐出する酸素吐出管部７１Ａ〜７１Ｆを有している。酸素供給管部７０は、前方側の外壁部２７および内壁部２６の内外を貫通し、後方側の外壁部２７付近まで延長されている。酸素供給管部７０の後方側端部７２は封止されている。また、酸素供給管部７０の前方側端部７３は開口していて、不図示の窒素・酸素分離装置に接続されている。前方側端部７３付近には、酸素の単位時間当たりの流量を調整する流量調整バルブ７４が設けられている。
【００５３】
酸素供給管部７０は、図３、図８に示すように、熱分解処理槽２５内の下方に設けられる左右両側の斜面部３３各々の外側の直近に沿うように前後方向に延長されている。これは、熱分解処理槽２５からの熱で酸素供給管部７０内の酸素を加熱するのに有効である。酸素供給管部７０には、酸素吐出管部７１Ａ〜７１Ｆが配列されていてニップルなどで接続されている。酸素吐出管部７１Ａ〜７１Ｆは、図３に示すように、左右で対向するように配置されている。酸素吐出管部７１Ａ〜７１Ｆは、酸素供給管部７０との接続位置から下方側に向かい、さらに曲げられて中央に向かって延長され、それぞれ残渣貯留室３４を囲む左方側の側壁７６Ａ、右方側の側壁７６Ｂを貫通し、残渣貯留室３４に開口部７７が連通されている。この開口部７７は、残渣貯留室３４の底板３５と加熱２次分解管部９の間に配置されている。開口部７７の酸素吐出方向には、開口部７７が残渣Ｚで塞がれないように保護する保護板７８Ａ，７８Ｂが左右両側に設けられている。酸素吐出管部７１Ａ〜７１Ｆは左右で互いに向かい合うように配列されていて、残渣Ｚに酸素を供給する。酸素供給手段１０は、高温の残渣Ｚに酸素を供給することによって未分解残渣の熱分解を促進する。
【００５４】
続いて、蓋開閉機構部１７の構成および動作について図３を参照して説明する。図３に示すように、分解処理槽部４の上部には、熱分解処理槽２５を左右から狭めるように張り出した上壁部２９が設けられている。上壁部２９には、四角形の開口部８０が設けられている。この開口部８０には、上方に延長される四角柱状で上下両端が解放された筒部８１が突設されている。この筒部８１の上方側開口部が有機ごみの投入口１５となる。投入口１５には、投入口１５を開けたり、閉めたりすることが可能な開閉蓋１６が設けられている。
【００５５】
開閉蓋１６は、筒部８１の左方側の側壁部８１Ａの上方側端部に設けられたヒンジ１８によって左方側端部が支持されている。そして、筒部８１の左方外側には、開閉蓋１６を開けたり、閉めたりする蓋開閉機構部１７が配置されている。蓋開閉機構部１７は、開閉蓋１６の上面に固定されたフック部８３と、側壁部８１Ａに取り付けられた支柱８４と、分解処理槽部４の上壁部２９に取付けられたモータ８５と、ワイヤロープ８６と、支柱８５の上端部に回転可能に取付けられた中間ローラー８７とを有している。モータ８５の回転軸には巻上ローラー８８が固定されている。ワイヤロープ８６は、一方の端部がフック部８３に固定され、他方の端部は中間ローラー８７を介して巻上ローラー８８に巻付けられ固定されている。
【００５６】
モータ８５を駆動し巻上ローラー８８を時計回りに回転させると、ワイヤロープ８６を巻込み、ワイヤロープ８６は実線の矢印方向に移動する。すると、開閉蓋１６がヒンジ１８を回転軸として反時計回りに回転し投入口１５が解放される（この状態を二点鎖線で表す）。また、巻上ローラー８８を反時計回りに回転させると、ワイヤロープ８６は点線の矢印方向に移動し、開閉蓋１６は自身の重量で時計回りに回転して投入口１５を閉鎖する。なお、開閉蓋１６の右方側端部と、筒部材８１の右方側の側壁部８１Ｂの上方端部との間には、蓋ロック機構１９が設けられている（図１も参照）。
【００５７】
蓋ロック機構１９は、図３に示すように、開閉蓋１６の右方端部に配置された操作部８９と、筒部８１の右方側の側壁部８１Ｂ上端部に固定された係止部材９０とを有している。操作部８９に設けられた係止部（不図示）を係止部材９０に係合させれば開閉蓋１６が開かないように固定され、係合を解除すれば開閉蓋２５が解放可能な状態となる。蓋ロック機構１９は、有機ごみを熱分解する工程中では、開閉蓋１６を筒部８１の上縁部に押し圧することで熱分解処理槽２５内をほぼ密閉状態に維持する。つまり、熱分解処理槽２５内のオフガスを外部に漏出させない、余分な外気（酸素）を熱分解処理槽２５内に入れさせないようにしている。したがって、開閉蓋１９と筒部８１の上縁部の間に不図示のガスケットなどのシール部材を設けることが好ましい。
【００５８】
続いて、有機ごみの投入口部５の構成および有機ごみの投入動作について図３、図４および図９を参照して説明する。なお、図３および図４は、開閉蓋１６を閉めた直後の貯留容器９５に有機ごみＧが投入されている状態を表している。図３および図４に示すように、貯留容器９５は、両端が閉じた樽状部材が軸９６を軸方向に沿って略２分割した一方である。図４に示すように、軸９６は、前後方向に対面する筒部８１の側壁部８１Ｃ，８１Ｄを貫通し、筒部８１に対して回転可能に固定されている。貯留容器９５は、筒部材８１の内側で軸９６を回転軸として回転可能である。軸９６の両端部は、側壁部８１Ｃ，８１Ｄの外側に取り付けられた軸受９７に回転可能に、かつ、軸９６が軸方向には移動しないように支持されている。
【００５９】
筒部８１の前方側には、貯留容器駆動機構部２０が配置されている。貯留容器駆動機構部２０は、分解処理槽部４の上壁部２９に固定されたモータ９８と、軸９６に回転力を伝達するギヤ機構９９とを有している。モータ９８を駆動することで、貯留容器９５は時計回り（たとえば正転）または反時計回り（たとえば逆転）に回転する。なお、図示は省略するが、貯留容器駆動機構部２０は、モータ９８の回転方向、回転角度および回転速度などを制御する制御部を有している。モータ９８は、図１に示すようにハウジング内に収容するようにしてもよい。
【００６０】
図３に示すように、貯留容器９５の外周面９５Ａまたは筒部８１の内周側面８１Ｅには、貯留容器９５と筒部８１との間の気体の循環を遮断する遮断手段としてのシール部１００が設けられている。シール部１００としては、たとえば、ガスケットや柔軟性を有するワイヤブラシ状の部材などが適用可能である。ガスケットやワイヤブラシなどは、貯留容器９５の回転を妨げないような材質、寸法および弾性、さらに摺動性、耐久性および耐熱性などの条件を満たすものが好ましい。シール部１００は、筒部８１の内周側に設けても、貯留容器９５の外周側に設けてもよい。シール部１００は、開閉蓋２５を開けたときに貯留容器９５を境にして熱分解処理槽２５内部と外部とが連通し、オフガスと外気とが循環することで熱分解処理槽２５内の温度が低下してしまうことを抑制する機能を有する。また、外気が熱分解処理槽２５内に入ると熱分解処理槽２５内の酸素濃度が高くなり、有機ごみが燻燃ではなく燃焼することを防いでいる。そこで、開閉蓋１６を閉じる際に、たとえば窒素のような不活性ガスを貯留容器９５と開閉蓋１６の間の空間に送り込むことが好ましい。図４に示すように、低温熱分解処理装置１は、窒素ガス供給手段１０１を備えている。窒素ガス供給手段１０１としては、前述した窒素・酸素分離装置で酸素を分離した残りの空気（大部分が窒素）を用いるようにしてもよい。窒素ガスは、窒素供給管１０２を介して貯留容器９５と開閉蓋１６の間の空間に送り込まれる。続いて、有機ごみの投入に係る作用について図９を参照して説明する。
【００６１】
図９は、有機ごみの投入に係る作用を模式的に示す説明図である。（ａ）は有機ごみＧを貯留容器９５内に投入するときの状態、（ｂ）、（ｃ）は貯留容器９５から熱分解処理槽２５内に有機ごみＧを投下する途中の状態、（ｄ）は貯留容器９５から熱分解処理槽２５内に有機ごみＧの投下を終了したときの状態を示している。図９（ａ）に示すように、まず、開閉蓋１６を開けて分解処理対象物である有機ごみＧを貯留容器９５内に投入する。貯留容器９５は、開口部９５Ｂを上方（投入口１５側）に向けた状態で停止し、有機ごみＧは貯留容器９５内に一時貯留される。この際、貯留容器９５と筒部８１の間にはシール部１００が設けられているので、熱分解処理槽２５と外部との間の外気やオフガスの循環が遮断されている。
【００６２】
図９（ｂ）は、図９（ａ）の状態から蓋開閉機構１７（図３参照）を駆動して開閉蓋１６を閉めた後、貯留容器駆動機構部２０（図４参照）を駆動して貯留容器９５を反時計回り（実線の矢印で示す方向）に９０度回転し、開口部９６Ｂが左方側に向いた状態を表している。貯留容器９５が回転し始めると、有機ごみＧは、主として熱分解処理槽２５の左方側に徐々に落下する。貯留容器駆動機構部２０は、開閉蓋１６が開いているとき、あるいは開閉動作をしているときには駆動しないようになっている。言い換えると、貯留容器９５が回転している間は蓋開閉機構１７が動作しないようになっている。さらに、図９（ｄ）に示すように、貯留容器９５の開口部９５Ｂが下方（熱分解処理槽２５側）に向く状態まで回転すれば、有機ごみＧのほとんどが貯留容器９５内から熱分解処理槽２５内に落下する。
【００６３】
図９（ｃ）は、図９（ａ）の状態から貯留容器駆動機構部２０（図４参照）を駆動して貯留容器９５を時計回り（点線の矢印で示す方向）に９０度回転させ、開口部９５Ｂが右方側に向いた状態を表している。貯留容器９５が回転し始めると、有機ごみＧは、主として熱分解処理槽２５の右方側に徐々に落下する。さらに、図９（ｄ）に表すような貯留容器９５の開口部９５Ｂが下方（熱分解処理槽２５側）に向く状態にすれば、有機ごみＧのほとんどが貯留容器９５内から熱分解処理槽２５内に落下する。このように、有機ごみの貯留容器を時計回りまたは反時計回りに交互に回転すれば、有機ごみＧを熱分解処理槽２５内に偏りなく投入することが可能となる。
【００６４】
図９（ｄ）の状態から所定時間経過後、貯留容器９５は図９（ａ）に示す状態に戻る。つまり、開口部９５Ｂが投入口１５（開閉蓋１６）の方向に向く。これは、投入口１５から有機ごみＧを貯留容器９５内に投入可能な状態にすることであり、開閉蓋１６を開けることが可能となる状態となる。上述したように、開閉蓋１６および貯留容器９５の動作は連動していて、開閉蓋１６が開いているときには貯留容器９５は動作不可能で、逆に、貯留容器９５が回転している間は、開閉蓋１６は動作しない。蓋開閉機構部１７と貯留容器駆動機構部２０の動作は、不図示の制御部によって制御される。開閉蓋１６および貯留容器９５の動作を制御することによって、外気とオフガスの循環を抑えることができる。
【００６５】
続いて、第２の触媒ユニット１０５の構成について図２〜図４および図１０を参照して説明する。まず、第２の触媒ユニット１０５の熱分解処理槽２５内の配置について説明する。図２、図３に示すように、第２の触媒ユニット１０５は、磁化酸素吐出管４２Ｂ，４２Ｄ，４２Ｆ，４２Ｈ，４２Ｊおよび４２Ｌの上部を前後方向に橋渡すように取り付けられ、さらに、磁化酸素吐出管４２Ｃ，４２Ｅ，４２Ｇ，４２Ｉおよび４２Ｋの上部を前後方向に橋渡すように取り付けられている。また、図３、図４に示すように、第２の触媒ユニット１０５は、加熱二次分解管部９の上面に長さ方向に沿って取り付けられている。第２の触媒ユニット１０５は、炉心部３６および分解連鎖領域３７の両方に配置され、各磁化酸素吐出管の先端部（酸素吹き出し部）付近に取り付けられる。炉心部３６と分解連鎖領域３７は、有機ごみＧの熱分解（燻燃）可能な温度領域であり、触媒の熱活性化温度領域である。第２の触媒ユニット１０５による触媒反応は、触媒Ｓと有機ごみＧが接触していること、有機ごみＧ間が接触していることが条件となる。したがって、有機ごみＧは細かく破砕されていることが好ましい。また、炉心部３６および分解連鎖領域３７には、酸素を送り込むように磁化酸素吐出管４２Ａ〜４２Ｍおよび酸素吐出管部７１Ａ〜７１Ｆの酸素吹き出し部が配置されていることで、酸素によって燻燃の促進と触媒Ｓによる分解を促進する。次に、第２の触媒ユニット１０５の構成について図１０を参照して説明する。
【００６６】
図１０は、第２の触媒ユニット１０５の構成の１例を示す部分斜視図である。図１０に示すように、第２の触媒ユニット１０５は、固定台部１０６と、固定台部１０６に固定される担体部１０７と、担体部１０７の表面に担持される触媒Ｓとから構成されている。固定台部１０６は、ステンレス鋼などの金属で形成された長尺部材であって、幅方向のほぼ中央部に厚み方向に貫通する酸素の送気孔１０８が設けられている。送気孔１０８は、固定台部１０６の長さ方向に亘って形成されている。固定台部１０６の側面１０６Ａには、送気孔１０８に連通する横孔である複数の送気孔１０９が設けられている。なお、送気孔１０９は、連続した一つの孔としてもよい。また、複数の送気孔１０９は、固定台部１０６の幅方向両側の側面に設けられる。固定台部１０６の図示上方には、担体部１０７が嵌め込まれるようにして固定されている。
【００６７】
担体部１０７は、セラミックなどで形成された長尺部材であって、幅方向のほぼ中央部に厚み方向に貫通する酸素の送気孔１１０が複数設けられている。送気孔１１０は、担体部１０７の長さ方向にわたって形成され、固定台部１０６の送気孔１０８に連通されている。担体部１０７の側面１０７Ａには、送気孔１１０に連通する横孔である複数の送気孔１１１が設けられている。送気孔１１１は一つの連続した孔としてもよい。送気孔１１０は、担体部１０７の幅方向両側の側面に設けられる。担体部１０７の図示上方には、複数の柱状部１１２が突設されている。柱状部１１２は、担体部１０７の長さ方向に所定の間隔を有して配列されている。図１０に示す例では、柱状部１１２は、担体本体部１０７Ｂに一体に形成されているが、別体構成としてもよい。柱状部１１２は、触媒Ｓと有機ごみＧとの接触面積を大きくして触媒反応を促進させる。したがって、柱状部１１２を設ける以外に凹凸形状を設けるようにしてもよい。柱状部１１２を含めて担体部１０７の表面には、触媒Ｓが担持されている。柱状部１１２が担体本体部１０７Ｂに対して別体とする場合には、柱状部１１２のみに触媒を担持させてもよい。担体本体部１０７Ｂと柱状部１１２とを別体にする場合には、どちらか一方にアリ溝、他方にアリ型を形成して嵌め込み装着するようにしてもよい。
【００６８】
第２の触媒ユニット１０５は、固定台部１０６において磁化酸素吐出管４２Ｂ〜４２Ｌおよび加熱二次分解管部９に固定台部１０６を溶接などの固定手段によって固定される。磁化酸素吐出管４２Ａ〜４２Ｍから吐出された酸素（磁化酸素）および酸素吐出管部７１Ａ〜７１Ｆから吐出された酸素は、送気孔１０８，１０９，１１０，１１１によって循環し、担体部１０７、つまり触媒Ｓの周囲が酸素環境となる。第２の触媒ユニット１０５に担持される触媒Ｓは、第１の触媒ユニット６３と同じように、たとえば、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＳｎＯ２、ＺｎＯなどの酸化物半導体（金属酸化物半導体）、またはＡｇ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｏｓ、Ｉｒ及びＰｔなどの貴金属粒子または貴金属酸化物粒子である。
【００６９】
なお、上記第２の触媒ユニット１０５においては、担体本体部１０７Ｂおよび柱状部１１２に触媒Ｓを担持させているが、担体を用いない触媒ユニットを採用することが可能である。第２の触媒ユニット１０５は、前述した酸化物半導体を担体部１０７の全体または柱状部１１２のみの形状に成形したり、酸化物半導体の粒子を焼結成形したりして触媒ユニットとすることが可能である。
【００７０】
なお、低温熱分解処理装置１においては、第１の触媒ユニット６３、第２の触媒ユニット１０５に加えて、図３に示すように、熱分解処理槽２５の内壁面２６Ａに触媒Ｓを担持させることが好ましい。このような場合、内壁面２６Ａにセラミックなどの触媒担持層で凹凸面を形成した後、触媒Ｓを担持させることが好ましい。このようにすれば、触媒Ｓと有機ごみＧとの接触面積を一層大きくできる。なお、触媒Ｓの担持範囲としては、触媒の熱活性化温度となる分解連鎖領域３７から下方側の残渣貯留室３４の範囲としてもよい。
【００７１】
本実施の形態において、触媒Ｓは、主として個体である有機ごみＧの熱分解処理を行う第２の触媒ユニット１０５および熱分解処理槽２５の内壁面用としてＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＳｎＯ２、ＺｎＯなどの酸化物半導体の一つを使用し、オフガスの分解を行う第１の触媒ユニット６３には、Ａｇ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｏｓ、Ｉｒ及びＰｔなどの貴金属粒子または貴金属酸化物粒子の一つを使用するというようにしてもよい。また、同じ種類の触媒を使用するようにしてもよい。触媒Ｓは、熱活性化温度が有機ごみＧの燻燃温度範囲のものを選択する。
【００７２】
以上説明した有機ごみの低温熱分解装置１は、投入口部５から投入された有機ごみＧを貯留する熱分解処理槽２５と、熱分解処理槽２５内に磁化酸素を供給する磁化酸素供給部７Ａ，７Ｂと、熱分解処理槽２５の炉心部３６に配置され、ヒータ５５，５６と、触媒Ｓが担持される第１の触媒ユニット６３とが挿入されると共に有機ごみＧが分解される際に発生するオフガスを流動する加熱二次分解管部９と、熱分解処理槽２５内の磁化酸素の吹出し部付近に配置される第２の触媒ユニット１０５と、加熱二次分解管部９内に酸素を供給する酸素供給手段１０と、を有し、加熱二次分解管部９内を第１の触媒ユニット６３（６３Ａ〜６３Ｅ）の熱活性化温度に加熱し、炉心部３６を第２の触媒ユニット１０５の熱活性化温度に加熱する。
【００７３】
このように構成される有機ごみの低温熱分解処理装置１は、磁化（イオン化）されて活性化された酸素とヒータ５５，５６によって３００℃〜５００℃、好ましくは４００℃〜５００℃に加熱することによって、生ごみや廃プラスチックなどの有機ごみＧを焼却炉よりも低温で熱分解することができる。また、触媒Ｓを作用体とし、触媒Ｓの熱活性化温度の３００℃〜５００℃に酸素環境下で加熱することで、触媒反応によって有機ごみを二酸化炭素と水に分解することができる。このように熱分解と触媒反応を併用することで、たとえば、不織布が密着積層された紙おむつのような燻燃では分解しきれない有機ごみを分解することが可能となり、多種類の有機物が混在した有機ごみを分解処理することが可能となる。
【００７４】
また、オフガスは、加熱二次分解管部２５内において、ヒータ５５，５６の加熱による熱分解と触媒反応によって二酸化炭素と水に分解され、ダイオキシンやタールなどを含まない無害化された排ガスとして排出することが可能となる。さらに、従来技術のような排気ガスを浄化水で洗浄するものに対して排水処理の煩わしさがないという効果がある。
【００７５】
また、投入口部５は、有機ごみＧを投入する投入口１５を開けたり閉めたりする開閉蓋１６と、開閉蓋１６と熱分解処理槽２５との間に配設され有機ごみＧを一時貯留する貯留容器９５と、開閉蓋１６を開けて有機ごみＧを投入するときに貯留容器９５の開口部９５Ｂが投入口１５側に向き、開閉蓋１６を閉めたときに貯留容器９５の開口部９５Ｂが熱分解処理槽２５の内側に向くように回転させる貯留容器駆動機構部２０とを有している。そして、貯留容器９５の外周面９５Ａと熱分解処理槽２５の投入口部５（筒部８１）の内周側面８１Ｅとの間には、外気とオフガスの循環を遮断する遮断手段であるシール部１００を備えている。
【００７６】
このように構成すれば、開閉蓋１６を開けて有機ごみを投入する際、熱分解処理槽２５内に発生したオフガスが外部に漏出しないことと、外気が熱分解処理槽２５内に侵入しないことによって熱分解処理槽２５内の温度低下を抑制できる。また、酸素を含む外気の熱分解処理槽２５内への侵入によって熱分解処理槽２５内が酸素供給過多になることで有機ごみが発火することを防止できる。
【００７７】
また、有機ごみの低温熱分解処理装置１は、開閉蓋１６と貯留容器９５との間の空間に不活性ガスを送気する手段である窒素ガス供給手段１０１を備えている。外気と熱分解処理槽２５内とは遮断手段としてのシール部１００によって遮断されているが、窒素ガスを送気することによって、外気と熱分解処理槽２５の間の気体の循環遮断効果を高めることができる。
【００７８】
また、第１の触媒ユニット６３には、加熱二次分解管部９の延長方向に沿う板状の担体６０、または加熱二次分解管部９の延長方向に略直交し通気用孔部を備える板状の担体６１、またはメッシュからなる螺旋形状の担体６２を有し、各担体６０，６１，６２の表面に触媒Ｓが担持される。
【００７９】
前述したように、担体６０は、表面に凹凸面を有するか、または多孔質であって、表面全体に触媒Ｓが担持されている。担体６１は、通気用孔部としてハニカム構造６５またはメッシュ構造が形成されている。担体６２は、メッシュの螺旋形状であって表面全体に触媒Ｓが担持されている。例示された各担体６０，６１，６２は、オフガスが加熱二次分解管部２５を通過する間に触媒Ｓと接触する機会および面積が大きくなり、触媒反応によるオフガスの分解を促進させることができる。
【００８０】
また、第２の触媒ユニット１０５は、固定台部１０６と、固定台部１０６に柱状部１１２が突設された担体部１０７と、担体部１０７の表面に担持された触媒Ｓとを有し、固定台部１０６および担体部１０７には、触媒Ｓの周囲に酸素を送る送気孔１０８〜１１１が設けられている。
【００８１】
上記のように構成された第２の触媒ユニット１０５は、固定台部１０６および担体部１０７に設けられた酸素の送気孔１０８〜１１１から触媒Ｓの周囲に酸素を供給できる。したがって、加熱二次分解管部９内を酸素環境下で触媒Ｓの熱活性化温度に加熱することによって触媒Ｓの熱活性化を誘起し、有機ごみＧを二酸化炭素と水とに分解することが可能となる。
【００８２】
また、第１の触媒ユニット６３および第２の触媒ユニット１０５の全体または一部は、酸化物半導体を成形または酸化物半導体の粒子を焼結成形した触媒Ｓによって構成される。このようにすれば、担体を用いずに触媒Ｓを第１の触媒ユニットおよび第２の触媒ユニットの形状に成形することができ、有機ごみＧやオフガスとの接触面積をより大きくすることが可能となり、触媒反応による有機ごみＧおよびオフガスの分解処理の効率を高めることができる。
【００８３】
また、加熱二次分解管部９のオフガス排出側には、オフガス吸引手段５４およびオフガス浄化槽５３が接続され、オフガス浄化槽５３内に着火手段６７を備えている。
【００８４】
このような構成にすれば、ブロワーなどのオフガス吸引手段５４によって熱分解処理槽２５内に発生するオフガスは、オフガス吸引管部５０を介して加熱二次分解管部９内、さらにオフガス浄化槽５３に強制吸引、強制送気することが可能となる。また、加熱二次分解管部９において分解しきれないオフガスをオフガス浄化槽５３内で燃焼させてしまえば、ダイオキシン、タールや微粉塵の排出を防止することが可能となる。
【００８５】
また、熱分解処理槽２５の内壁面２６Ａには凹凸が形成され、凹凸の表面に触媒Ｓが担持されている。このように熱分解処理槽２５の内壁面２６に触媒Ｓを担持させれば、有機ごみと触媒Ｓとの接触面積がより拡がるので触媒反応による分解処理を促進させることが可能となる。また、熱分解処理槽２５内に滞留しているオフガスを分解することが可能となるので悪臭の低減などにも効果がある。
【００８６】
なお、本発明は前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。たとえば、前述した実施の形態において、オフガス浄化槽５３では、加熱二次分解管部９から送気されたオフガスを燃焼させているが、オフガス浄化槽５３内に、加熱二次分解管部内に配設される第１の触媒ユニット６３と同様な第３の触媒ユニットを設け、触媒反応により排気ガスを分解するようにしてもよい。
【００８７】
また、前述した実施の形態では、有機ごみＧの貯留容器９５は、両端が閉じた樽状部材を軸９６の軸方向に沿って略２分割した一方を使用しているが、単純な回転板とし、筒部８１と回転板とで容器を構成し、回転板の中央部に回転軸を設けて回転するようにしてもよい。
【００８８】
また、前述した実施の形態では、第２の触媒ユニット１０５は、直線状の長尺で構成しているが、渦巻状に構成して炉心部または分解連鎖領域３７に配置するようにしてもよい。また、第２の触媒ユニット１０５は、図１０で説明した構成に限らない。たとえば、固定台部１０６と担体部１０７とを触媒Ｓが担持しやすい材料で一体に構成してもよい。あるいは、第２の触媒ユニットをメッシュの板材とし、磁化酸素吐出管群４２の直近上方に配設するようにしてもよい。
【００８９】
また、前述した実施の形態では、第１の触媒ユニット６３と第２の触媒ユニット１０５を設けているが、投入する有機ごみＧを適切に分別したり、適当な大きさに破砕したりすれば、第２の触媒ユニット１０５を省略することが可能となる。
【符号の説明】
【００９０】
１…有機ごみの低温熱分解処理装置、５…投入口部、９…加熱二次分解管部、１０…酸素供給手段、１５…投入口、１６…開閉蓋、２０…貯留容器駆動機構部、２１…オフガス浄化部、２５…熱分解処理槽、２６Ａ…（熱分解処理槽の）内壁面、３６…炉心部、５３…オフガス浄化槽、５４…オフガス吸引手段、５５，５６…ヒータ、６０…担体（実施例１）、６１…担体（実施例２）、６２…担体（実施例３）、６３…第１の触媒ユニット、６３Ａ〜６３Ｄ…第１の触媒ユニット（実施例１）、６３Ｅ…第１の触媒ユニット（実施例２）、６３Ｆ…第１の触媒ユニット（実施例３）、６５…ハニカム構造、６７…着火手段、８１Ｅ…（筒部の）内周側面、９５…貯留容器、９５Ａ…（貯留容器の）外周面、９５Ｂ…（貯留容器の）開口部、１００…シール部（遮断手段）、１０５…第２の触媒ユニット、１０６…固定台部、１０７…担体部、１０８〜１１１…送気孔、１１２…柱状部、Ｇ…有機ごみ、Ｓ…触媒、Ｚ…残渣。
【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】
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【図１０】
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