(57)【要約】      （修正有）【課題】アスベストの粉塵の飛散がなく、安全な、太陽光を利用したアスベストの加熱無害化処理方法の提供。【解決手段】太陽光を受光平坦面１１の裏側に光軸方向に向って階段状に形成した薄肉の集光レンズ１０で集光し、集光光束の任意の断面位置を光量選択部材１３で選択し、平行光束を照射して耐熱容器４内に収納されたアスベストを２０００℃〜３５００℃に加熱して溶融排出するアスベストの処理方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光を、平坦面の裏側に光軸方向に向かって階段状に形成された屈折面を有する薄肉の集光レンズにより集光点に集め、集光点と集光レンズ間の集光光束の位置を選択し、この選択位置から光束を導き、耐熱容器内に収容されたアスベストに照射し、アスベストを２０００℃〜３５００℃に加熱して溶融液化し外部に取出して冷却固化して無害化するようにしたアスベストの処理方法。
【請求項２】
前記選択位置には、絞られた光束を平行光束に変える光束変換レンズが設けられ、この平行光束を耐熱容器に直接導くようにした請求項１記載のアスベストの処理方法。
【請求項３】
前記選択位置には、絞られた光束を平行光束に変える光束変換レンズを設け、これに対向して、複数の光ファイバーの一端を位置せしめ、光ファイバーの他端は、前記耐熱容器の上方においてその幅方向全域に亘って光ファイバーヘッドに細長く配置され、前記光ファイバーヘッドからの光束が収納アスベストを横方向に走査するようになっている請求項１記載のアスベストの処理方法。
【請求項４】
前記光ファイバーヘッドは、密閉蓋に取付けられ、この密閉蓋は、アスベストが収納された前記耐熱容器の上面を密閉し、前記耐熱容器内の空気を除去した後に光ファイバーヘッドが作動するようになっている請求項３記載のアスベストの処理方法。
【請求項５】
前記耐熱容器は、その内壁をセラミックのタイルで被うか、又は炭素でコーティングした請求項１に記載のアスベストの処理方法。
【請求項６】
広範囲の太陽光を集光点に集光でき、平坦面の裏側に光軸方向に向かって階段状に形成された屈折面を有する薄肉状の集光レンズと、この集光レンズの光軸上に配置され、所望の光量を得るための集光点と集光レンズ間の選択位置に位置決めされた光量選択部材とを有し、この光量選択部材は絞られた光束を平行光束に変える光束変換レンズを備え、この平行光束をアスベストを収納するアスベスト収納用耐熱容器に導いて、アスベスト表面の温度が２０００℃〜３５００℃以上になるように設定されるアスベストの処理装置。
【請求項７】
前記アスベストを収納する耐熱容器は、ジルコニア、二酸化珪素を主成分とする耐火材又は炭素で内張りされている請求項５記載のアスベストの処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アスベストに太陽光の熱を加え、溶融固化して無害化するためのアスベストの処理方法及び処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築物から排出されるアスベストは、人体に有害であり、その処理に悩まされている。アスベストの処理に関しては、太陽光を利用して１５００〜２０００℃に加熱して針状結晶を通常の酸化珪素の丸先端結晶に変える技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１６７５８７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、かかる特許文献１において、現実に太陽光から通常の凸レンズを利用して集光するのでは、十分な熱量を得ることが出来ず、十分な熱量を得ようとすると、凸レンズの厚さが大きくなるとともに直径も大きくなり、これに伴って重量も大きくなるので実用的でないし、処理時に粉塵が飛散して人体に影響を与える。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のアスベストの処理方法は、太陽光を、平坦面の裏側に光軸方向に向かって階段状に形成された屈折面を有する薄肉の集光レンズにより集光点に集め、集光点と集光レンズ間の集光光束の位置を選択し、この選択位置から光束を導き、耐熱容器内に収容されたアスベストに照射し、アスベストを２０００℃〜３５００℃に加熱して溶融液化し外部に取出して冷却固化して無害化するようにした。
【０００６】
前記選択位置には、絞られた光束を平行光束に変える光束変換レンズが設けられ、この平行光束を耐熱容器に直接導くようにすることが好ましい。
【０００７】
前記選択位置には、絞られた光束を平行光束に変える光束変換レンズを設け、これに対向して、複数の光ファイバーの一端を位置せしめ、光ファイバーの他端は、前記耐熱容器の上方においてその幅方向全域に亘って光ファイバーヘッドに細長く配置され、前記光ファイバーヘッドからの光束が収納アスベストを横方向に走査するようになっていることが好ましい。
【０００８】
前記光ファイバーヘッドは、密閉蓋に取付けられ、この密閉蓋は、アスベストが収納された前記耐熱容器の上面を密閉し、前記耐熱容器内の空気を除去した後に光ファイバーヘッドが作動するようになっていることが好ましい。
【０００９】
前記耐熱容器は、その内壁をセラミックのタイルで被うか、又は炭素でコーティングすることが好ましい。
本発明のアスベストの処理装置は、広範囲の太陽光を集光点に集光でき、平坦面の裏側に光軸方向に向かって階段状に形成された屈折面を有する薄肉状の集光レンズと、この集光レンズの光軸上に配置され、所望の光量を得るための集光点と集光レンズ間の選択位置に位置決めされた光量選択部材とを有し、この光量選択部材は絞られた光束を平行光束に変える光束変換レンズを備え、この平行光束をアスベストを収納するアスベスト収納用耐熱容器に導いて、アスベスト表面の温度が２０００℃〜３５００℃以上になるように設定される。
【００１０】
前記アスベストを収納する耐熱容器は、ジルコニア、二酸化珪素を主成分とする耐火材又は炭素で内張りされていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る集光レンズは、広範囲の太陽光を集光点の一点に集めることができ、集光レンズの径に応じて大きな熱量を得ることができ、耐熱容器内に収納されたアスベストの表面を２０００℃〜３５００℃に加熱が可能でアスベストを溶融できる。溶融されたアスベストは排出口から自動的に排出できるので処理が容易になる。また、アスベストを収納する耐熱容器は、密閉蓋により密閉されるので、加熱時に粉塵が飛散されることがなく安全である。また、光量選択部材と照射部材間を光ファイバーで接続すれば、集光レンズを太陽の位置に合わせて移動できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るアスベスト処理の全体システム図である。
【図２】本発明に係る光量選択部材と、アスベスト収納耐熱容器の密閉蓋とを横倒しにして光ファイバーの先端を保持する照射部材であるファイバーヘッドの移動機構を示す斜視図である。
【図３】アスベストを収納する耐熱容器の縦断面図である。
【図４】集光レンズの集光状態説明図である。
【図５】直径３ｍの集光レンズの集光状態説明図である。
【図６】本発明の他の実施例を示すものであって、平行光束をアスベスト表面に照射するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施態様について説明する。
【００１４】
図１において、本発明のアスベスト処理システムＳは、太陽光を絞って任意の断面積に集光するレンズ保持枠１と、このレンズ保持枠１により集光された光束をアスベストの照射位置に導くための光束ガイド部２と、この光束ガイド部２の下部に近接して設置されアスベストの飛散を防止する密閉蓋３と、この密閉蓋３に開閉自在に閉塞されるアスベスト収納用の耐熱容器４と、この耐熱容器４内に粉砕されたアスベストを供給するアスベスト供給部材５と、前記耐熱容器４からの溶融アスベストを受け取り冷却固化する溶融アスベスト受取装置６とを有している。
【００１５】
前記レンズ保持枠１は、集光レンズ１０を有し、この集光レンズ１０は（図１、４）、太陽光に対面する入射平坦面１１と、この裏側（下側）に光軸Ｃに向って階段状に形成された屈折面１２とを備え、薄板上にアクリル樹脂によって型形成されるか、切断研磨形成される。かかる集光レンズ１０は、特開２０００−２４９８０５号及び特開平１１−１２５７０５号に開示された特殊なレンズであり、この集光レンズ１０は、従来の凸レンズ又はフレネルレンズの概念とは異なり、入射平坦面１１から入射した太陽光が入射全範囲（半径Ｒの全ての範囲）に亘って集光点Ｐに集光する(図４）。前記レンズ保持枠１は、集光レンズ１０が太陽の位置に合わせて直面し、追尾するように回動自在になっている。前記レンズ保持枠１の下部には、アスベスト表面の単位面積重量当り所望の光量を得るために集光レンズ１０と集光点Ｐ間において、光軸方向に移動自在な光量選択部材１３が設けられ、この光量選択部材１３は、例えば、光ファイバー群ｆの上端面を集光レンズ１０に対面するように保持する保持部材５１及びレンズ１０によって絞られた光束を平行光束に変換させる光束変換レンズ５０とからなっている。
【００１６】
前記光束ガイド部２の下部には、前記光ファイバー群ｆの下端を保持して前記耐熱容器４内に収納されたアスベストの上面に単位面積（重量）当り所定熱量を供給する照射部材１４が設けられ、この照射部材１４はファイバーヘッドとして密閉蓋３の上面の石英ガラス板１５に沿って水平方向(横方向）に滑動してアスベスト面１６を走査する。記照射部材１４のファイバー群は耐熱容器４に合わせて、矩形状に配置され、光量選択部材１３のファイバー群ｆの円形配置から矩形配置に変換されている。このように、光ファイバーを使用すれば、任意の形状に光束を調整できる。前記照射部材１４の両端部には、ガイド部１４ａ，１４ａが形成され、このガイド部１４ａにはリードスクリュー１７，１７が係合し、このリードスクリュー１７の回転によって、前記照射部材１４は移動する。
【００１７】
前記密閉蓋３は耐火用セラミックスで形成され、前記耐熱容器４は、フレーム１８に支持され、このフレーム１８は図示しない移動機構により水平方向および上下方向に移動自在とされる。この耐熱容器４が、コンベア１９からなる粉砕されたアスベストを戴置して搬送するアスベスト供給部材５からアスベストを受け取るときには、コンベア１９先端下方迄移動し、固定された密閉蓋３内にアスベストを係合するときには、上昇してそれと係合する。耐熱容器１６内のアスベストは、その表面が２０００℃〜３５００℃の範囲に加熱されて溶融し、順次全てのアスベストが溶融完了した時には下降して耐熱容器１６内のアスベストを耐熱容器４の下部に設けた排出筒２０を通して溶融アスベスト受取装置６に排出する。前記密閉蓋３内には真空ポンプ２４が接続され、アスベストが加熱する前に内部の空気を排出するようになっている。なお、前記排出筒２０には、開閉弁２１が取付けられ、これにより排出筒２０が開閉される。また、前記アスベスト受取装置６は、コンベア２２と、この上に戴置され搬送される受取箱２３…２３とからなっており、２０００℃〜３５００℃で加熱溶融されたアスベストはその針状結晶が先の丸い結晶に変形するので無害化され、これにより受取箱２３内で固化冷却された無害アスベストを安全に処分できる。
【００１８】
なお、前記耐熱容器４は、図３に示すように二酸化珪素を主成分とする耐火材又は炭素で内張りされており、これにより耐熱容器４は、アスベスト表面が２０００℃〜３５００℃以上に加熱された時の温度に耐えることが可能となる。
【００１９】
また、前記ファイバー群ｆを主体とする光束ガイド部は図６に示すように次第に集光する集光光束ｌ1から平行光束ｌ2に変換する変換レンズ５０と平行光束ｌ2の向きを変えてアスベスト面に照射するプリズムレンズ３１を備えるような構成としてもよい。
【００２０】
また、図４に示すように、光量束選択部材１３を絞られた光束を平行光束に変換する光束変換レンズ５０のみで形成し、平行光速を首振り可能の耐熱容器内に導くように形成してもよい。
【００２１】
実用的な装置として、レンズ１０の直径を３ｍとし、集光点Ｐをレンズ平坦面１１から４ｍの距離に設定するとすれば、光量選択部材の位置はどのように決定されるか図５を参照して計算例を挙げる。
【００２２】
先ず、アスベストの比熱（ｃａｌ／ｇ／℃）は、０．２程度であり、収納表面に位置する１ｇのアスベストが占める表面積を１ｃｍ2と仮定すると、表面積
１ｃｍ2のアスベストをその溶融温度である３５００℃に加熱するためには、
３５００℃  ×  ０．２  →  ７００ｃａｌ            …（１）
が必要である。
【００２３】
集光レンズの受光面（平坦面１１）が受ける熱量は地表面が太陽光から１分間に１ｃｍ2当り受ける熱量が１．５ｃａｌ／ｃｍ2／分であるので（１分間での総熱量は、
１５０ｃｍ×  １５０ｃｍ  ×  π  ×  １．５ｃａｌ
→  １０５，９７５ｃａｌ    …（２）
となる。
【００２４】
選択部材１３をなす光束交換レンズ５０の受光面１５ａの半径をｒとすれば、それが受ける必要熱量は、
（１）式、（２）式から
７００  ×  π  ×  ｒ2  ＝  １０５，９７５        …（３）
となり、これよりｒをを求めると、
【００２５】
【数１】
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ｒ  ≒  ６．９                                      …（５）
となり、半径７ｃｍの位置、すなわち集光点Ｐから受光面５０ａが１８．６ｃｍの位置になるように選択部材としての光束変換レンズ５０が配置されればよい。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明のアスベスト処理システムによりすべての種類のアスベストの無害化が可能となる。
【符号の説明】
【００２７】
１…レンズ保持枠
２…光束ガイド部
３…密閉蓋
４…耐熱容器
５…アスベスト供給部材
６…アスベスト受取装置
１０…集光レンズ
１３…光量選択部材
１４…照射部材
【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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