【事件の表示】
　特許第３２４１３１４号「プラズマによる有機ハロゲン化合物の分解方法及び装置」の請求項１ないし８に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３２４１３１４号の訂正後の請求項１に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
　特許出願　　　　　　　　　　平成　９年１１月２１日
　設定登録　　　　　　　　　　平成１３年１０月１９日
　特許異議申立（吉成迪夫：以下「申立人１」という）　　平成１４年　６月２１日
　特許異議申立（岩渕竜子：以下「申立人２」という）　　平成１４年　６月２４日
　取消理由通知　　　　　　　　平成１４年１０月　４日
　訂正請求　　　　　　　　　　平成１４年１２月１７日
　特許異議意見書　　　　　　　平成１４年１２月１７日
　審尋　　　　　　　　　　　　平成１５年　１月　７日
　回答書（申立人１）　　　　　平成１５年　３月１４日
　回答書（申立人２）　　　　　平成１５年　３月２５日
　取消理由通知（第二回）　　　平成１５年１１月１７日
　訂正請求　　　　　　　　　　平成１６年　１月２７日
　特許異議意見書　　　　　　　平成１６年　１月２７日
２．訂正の適否                                           
（１）訂正の内容
　本件訂正の内容は、本件特許明細書を訂正請求書に添付された訂正明細書のとおりに、すなわち訂正事項ａ乃至ｖのとおりに訂正しようとするものである。
訂正事項ａ
　特許明細書の【特許請求の範囲】を次のとおりに訂正する。
「【請求項１】有機ハロゲン化合物を含んだガスにマイクロ波を照射することによって熱プラズマを生成し、その熱プラズマに水を噴霧することによって有機ハロゲン化合物を分解するプラズマによる有機ハロゲン化合物の分解装置であり、プラズマを生成するためのマイクロ波キャビティーと、反応生成物を無害化するためのアルカリ液を収容した第１容器と、開口された下端部を有し、該下端部を前記アルカリ液に浸漬して配置された反応器と、下端部が前記反応器内に達するとともに上端部が前記マイクロ波キャビティー内部を貫通するように設けられた放電管と、前記放電管に第１配管を介して接続され、有機ハロゲン化合物を収容した第２容器と、前記反応器の側壁に設けられ、マイクロ波照射によって放電管の先端部に生成した熱プラズマに水蒸気を噴出する水蒸気噴出手段とを具備することを特徴とするプラズマによる有機ハロゲン化合物の分解装置。
【請求項２】有機ハロゲン化合物を含んだガスにマイクロ波を照射することによって熱プラズマを生成し、その熱プラズマに水を供給することによって有機ハロゲン化合物を分解するプラズマによる有機ハロゲン化合物の分解装置であり、プラズマを生成するためのマイクロ波キャビティーと、反応生成物を無害化するためのアルカリ液を収容した第１容器と、開口された下端部を有し、該下端部を前記アルカリ液に浸漬して配置された反応器と、下端部が前記反応器内に達するとともに上端部が前記マイクロ波キャビティー内部を貫通するように設けられた放電管と、前記放電管に第１配管を介して接続され、有機ハロゲン化合物を収容した第２容器と、前記反応器の周囲もしくは第１容器の下部の少なくともいずれかに設けられ、マイクロ波照射によって放電管の先端部に生成した熱プラズマに水を供給するために、前記アルカリ液から蒸気を発生させるヒータとを具備することを特徴とするプラズマによる有機ハロゲン化合物の分解装置。」
訂正事項ｂ
　特許明細書の段落【００１６】【００１７】【００１８】【００１９】【００２１】【００２３】【００２４】【００２５】【００２６】【００２７】【００２９】を削除する。
訂正事項ｃ
　特許明細書の段落【００２０】を次のとおりに訂正する。
「本発明の目的は、前記反応器の側壁に、マイクロ波照射によって放電管の先端部に生成した熱プラズマに水蒸気を噴出する水蒸気噴出手段を設けた構成とすることにより、フロン、トリクロロメタン等の揮発性有機ハロゲン化合物を高効率で分解することができるプラズマ化合物分解装置を提供することにある。」
訂正事項ｄ
　特許明細書の段落【００２２】を次のとおりに訂正する。
「また、本発明の目的は、前記反応器の周囲もしくは第１容器の下部の少なくともいずれかに、マイクロ波照射によって放電管の先端部に生成した熱プラズマに水を供給するために、前記アルカリ水から蒸気を発生させるヒータを設けた構成とすることにより、前述と同様、揮発性有機ハロゲン化合物を高効率で分解することができるプラズマによる有機ハロゲン化合物分解装置を提供することにある。」
訂正事項ｅ
　特許明細書の段落【００２８】における「本願第５の発明」を「本発明」に訂正し、末尾に次の事項を加入する。
「本発明においては、有機ハロゲン化合物の分解手段としては、有機ハロゲン化合物と水蒸気の混合ガスにマイクロ波を照射することによって熱プラズマ中で有機ハロゲン化合物を分解する方法、あるいは有機ハロゲン化合物を含んだガスにマイクロ波を照射することによって熱プラズマを生成させ、そのプラズマ中に水を噴霧することによって有機ハロゲン化合物を分解する方法が挙げられる。」
訂正事項ｆ
　特許明細書の段落【００３０】における「本願第７の発明」を「また、本発明」に、また「アルカリ水」を「アルカリ液」に訂正する。
訂正事項ｇ
　特許明細書の段落【００３６】における「（実施例１）」を「（比較例１）」に訂正する。
訂正事項ｈ
　特許明細書の段落【００３７】における「実施例１」を「比較例１」に訂正する。
訂正事項ｉ
　特許明細書の段落【００４０】における「（実施例２）」を「（比較例２）」に、また「本実施例２」（段落２行目、６行目）を「本比較例２」に訂正する。
訂正事項ｊ
　特許明細書の段落【００４１】における「実施例１」を「比較例１」に訂正する。
訂正事項ｋ
　特許明細書の段落【００４３】における「実施例２」を「比較例２」に訂正する。
訂正事項ｌ
　特許明細書の段落【００４４】における「実施例３」を「実施例１」に訂正する。
訂正事項ｍ
　特許明細書の段落【００４５】における「実施例１」を「比較例１」に訂正する。
訂正事項ｎ
　特許明細書の段落【００４７】における「実施例２」を「実施例１」に訂正する。
訂正事項ｏ
　特許明細書の段落【００４８】における「（実施例４）」を「（比較例３）」に訂正する。
訂正事項ｐ
　特許明細書の段落【００４９】における「本実施例４」を「本比較例３」に訂正する。
訂正事項ｑ
　特許明細書の段落【００５０】における「実施例１」を「比較例１」に訂正する。
訂正事項ｒ
　特許明細書の段落【００５２】における「実施例２」を「比較例２」に訂正する。
訂正事項ｓ
　特許明細書の段落【００５３】における「（実施例５）」を「（実施例２）」に訂正する。
訂正事項ｔ
　特許明細書の段落【００５４】における「実施例１」を「比較例１」に訂正する。
訂正事項ｕ
　特許明細書の段落【００５５】における「実施例１」を「比較例１」に訂正する。
訂正事項ｖ
　特許明細書の段落【図面の簡単な説明】における「実施例１」を「比較例１」に、「実施例２」を「比較例２」に、「実施例３」に「実施例１」に、「実施例４」を「比較例３」に、「実施例５」を「実施例２」に訂正する。
（２）訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
  訂正事項ａは、請求項１〜６及び請求項８を削除し、請求項の削除に伴い請求項７を新たに請求項１とし、請求項９を新たに請求項２とし、さらに申立人１，２が申立てていな請求項２（前の請求項９）の「前記アルカリ水」を「前記アルカリ液」に訂正しようとするものである。ここで、その訂正事項ａの上記請求項２の「アルカリ水」を「アルカリ液」の訂正についてみておくと、「前記アルカリ水」の「前記」した「アルカリ水」が何であるのか不明りょうである。その後の記載からみれば、「アルカリ水」は「ヒータにより蒸気を発生させる」ものであり、請求項２に係る発明の実施例である段落【００５４】及び【図５】の記載からみると第１容器に収容された「アルカリ液」であるとみることが自然であり、そのことにより前後の記載の整合が図れることになる。してみると、「アルカリ水」を「アルカリ液」にする訂正は明りょうでない記載の釈明に該当する。また、訂正事項ｂ乃至ｖは訂正事項ａと整合を図るとともに特許請求の範囲の記載と整合を図るものであるから、訂正事項ａ乃至ｖは特許請求の範囲の減縮を目的とする訂正及び明りょうでない記載の釈明を目的とする訂正に該当する。そして、上記訂正事項ａ乃至ｖは、特許明細書の段落【特許請求の範囲】、【００２２】、【００３０】、【００５３】及び【図５】に記載されるのであるから、訂正事項ａ乃至ｖは願書に添付した明細書又は図面に記載した事項の範囲内の訂正であり、新規事項の追加に該当せず実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものでもない。
（３）むすび
　したがって、上記訂正は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項において準用する特許法第１２６条第２項から第４項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
３．特許異議申立について
３−１．本件発明
　上記のとおり、訂正は認められるから、本件特許の請求項１に係る発明（以下「本件発明１」という）は、訂正された特許明細書に記載された次のとおりのものある。
【請求項１】有機ハロゲン化合物を含んだガスにマイクロ波を照射することによって熱プラズマを生成し、その熱プラズマに水を噴霧することによって有機ハロゲン化合物を分解するプラズマによる有機ハロゲン化合物の分解装置であり、プラズマを生成するためのマイクロ波キャビティーと、反応生成物を無害化するためのアルカリ液を収容した第１容器と、開口された下端部を有し、該下端部を前記アルカリ液に浸漬して配置された反応器と、下端部が前記反応器内に達するとともに上端部が前記マイクロ波キャビティー内部を貫通するように設けられた放電管と、前記放電管に第１配管を介して接続され、有機ハロゲン化合物を収容した第２容器と、前記反応器の側壁に設けられ、マイクロ波照射によって放電管の先端部に生成した熱プラズマに水蒸気を噴出する水蒸気噴出手段とを具備することを特徴とするプラズマによる有機ハロゲン化合物の分解装置。
３−２．特許異議申立の理由
　申立人１の理由：本件訂正前の請求項１〜８に係る発明は、刊行物１〜６に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができない。
　申立人２の理由：本件訂正前の請求項１〜６に係る発明は、刊行物７，５に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができない。
　なお、本件特許の訂正後の請求項２に係る発明は、上記訂正したとおり、申立がなされていない訂正前の請求項９を請求項２に訂正したものである。
３−３．刊行物に記載された事項
（１）刊行物１：「IEEE TRANSACTIONS ON SEMICONDUCTOR MANUFACTURING ,VOL.10 ,NO.3 ,AUGUST 1997 　”Abatement of Perfluorocompounds (PFC's) in a Microwave Tubular Reactor using O2 as an Additive Gas”」（申立人１が提出した甲第１号証）
（ア）「単純で結合が強いＣ２Ｆ６減少の方法が展開され、説明された。その方法は、ＰＥＣＶＤ室を掃除するために使用される混合物にすでに存在するＯ２を付加的なガスとして用いる。ガスはマイクロ波管状キャビティに供給され、そこでがＣ２Ｆ６減少される。この減少方法の副産物は、少なくとも水により容易に排除され得るＣＯ２、ＣＯＦ２、及びＦ２である。」（第４１０頁右欄７〜１３行、抄訳）
（２）刊行物２：特開平８−３２３１４７号公報（申立人１が提出した甲第２号証）
（ア）「コロナ放電を用いて気相プロセス流れからの汚染物質の分解方法であって、・・・からなる汚染物質の分解法。」（【特許請求の範囲】【請求項１】）
（イ）「本発明は過弗化化合物（ＰＦＣ）、クロロフルオロカーボン（ＣＦＣ）あるいは揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を伴う工業プロセスの廃棄物に見出し得るような有害気体の弱化の分野に関するものである。」（段落【０００１】）
（３）刊行物３：特開平７−２４０８１号公報（申立人１が提出した甲第３号証）
（ア）「プラズマトーチに連結する流路からアルゴンガスをプラズマトーチ中に供給し、プラズマガスをプラズマトーチ中に供給し、プラズマを起動した後、水蒸気と有機ハロゲン化合物との混合ガスを前記プラズマトーチに連結する流路または、該流路とは別の流路からプラズマトーチ中に供給し、減圧したプラズマトーチ及びプラズマトーチに連結された反応炉で有機ハロゲン化合物を分解することを特徴とする高周波誘導プラズマによる有機ハロゲン化合物の分解方法。」（【特許請求の範囲】【請求項１】）
（イ）「水蒸気及び有機ハロゲン化合物を導入するための導入管が接続されたプラズマトーチと、ガスの流れ方向に沿って前記プラズマトーチに接続された反応炉と、ガスの流れ方向に沿って前記反応炉に接続されたアルカリ性水溶液冷却缶と、前記反応炉と前記冷却缶との接続部から前記冷却缶中のアルカリ性水溶液中に延びる排出管と、前記冷却缶のアルカリ性水溶液の存在しない部分に取り付けられた排ガス出口ノズルとから構成される高周波誘導プラズマによる有機ハロゲン化合物の分解装置。」（【特許請求の範囲】【請求項３】）
（ウ）「【実施例】以下、添付図面を・・・プラズマトーチ１は、窒化珪素等の絶縁性物質で形成された円筒状の管２、ガス供給ノズル３及び管２の周囲に巻回されたＲＦコイル６等いよって構成されている。」（段落【００１２】）
（４）刊行物４：特開平９−１５００５５号公報（申立人１が提出した甲第４号証）
（ア）「本発明は、オゾン層を破壊するフロンを分解して無害化する方法及び装置に関するものである。」（段落【０００１】）
（イ）「（８）以下は、本発明の構成ではないが、水酸化ナトリウムＮａＯＨを供給すると、水酸化ナトリウムと塩素とが・・反応して・・次に、生石灰ＣａＯを供給すると、・・・炭酸ガスを吸収して、中和無害化さらた水と固体のホタル石ＣａＦ２とが発生する。」（段落【０１１０】）
（５）刊行物５：特開平７−８０２８７号公報（申立人１が提出した甲第５号証、申立人２が提出した甲第２号証）
（ア）「本発明は、管内に適宜な圧力のガスを供給し、管の外側に配置した誘導コイルに高周波を供給することにより管内にプラズマを発生させるようにした高周波誘導プラズマ装置を用いたプラズマ発生方法およびそれを用いた有機ハロゲン化合物の分解方法に関する。」（段落【０００１】）
（イ）「配管８や各バルブ、ガスリング部分でミストが発生しないようにヒーター２４によってそれらの部分は常に加熱されている。さらに、プラズマ装置１に近い配管部分にはスーパーヒーター２５が設けられ、この部分でミストが混入していても高い加熱温度により完全に水蒸気化するようにしている。」（第４頁左欄１２〜１８行）
（６）刊行物６：「プラズマ材料科学ハンドブック」日本学術振興会プラズマ材料科学第153委員会編、平成４年９月２５日　第１版第１刷発行、”II編　熱プラズマ（申立人１が提出した甲第６号証）
（ア）「マイクロ波トーチ　熱プラズマ発生器としてマイクロ波を使用した例は、・・・近年、高温熱プラズマ用として新しい提案がなされている。・・・マイクロ波トーチが高周波トーチと違う点は、・・・キャビティ（cavity）構造にしなければならないことである。マイクロ波の特徴を生かしてトーチを構成すれば小型化、エネルギーの集中化が可能であり、・・・分類できる」（第１５９頁右欄２６行〜第１６０頁左欄１４行）
（７）「EMERGING TECHNOLOGIES IN Hazardous Waste Management III」Edited by D.William Tedder and Frederick G.Pohland,ACS Symposium Series 518,ｐ３９３−４１０、１９９３（申立人２が提出した甲第１号証）
（ア）「マイクロ波放電プラズマ技術は、蒸気流における低濃度の塩素化炭化水素の化学解毒のための伝統的焼却法に代替し得るものである。この可能性を評価するために、我々は、大気圧でのアルゴン放電中における、トリクロロエチレンと１、１，１−トリクロロエタンと水蒸気又は酸素分子との反応について検討した。実験は、管型フロー反応器の中のマイクロ波放電プラズマ中で行われた。９５％〜９９％超の分解除去効率が測定された。」（第３９３頁１〜９行、抄訳）
４．当審の判断
（本件発明１について）
（１）一致点・相違点
　刊行物３には、上記（３）（ア）乃至（ウ）の記載からみて、本件発明１の記載振りに則して表すと、「水蒸気と有機ハロゲン化合物との混合ガスをプラズマトーチに供給して有機ハロゲン化合物を高周波誘導プラズマにより分解する装置であって、水蒸気及び有機ハロゲン化合物を導入するための導入管が接続され、ＲＦコイルが巻回されたプラズマトーチと、ガスの流れ方向に沿って前記反応炉に接続されたアルカリ性水溶液冷却缶と、ガスの流れ方向に沿って前記プラズマトーチに接続された反応炉と、前記反応炉と前記冷却缶との接続部から前記冷却缶中のアルカリ性水溶液中に延びる排出管と、前記冷却缶のアルカリ性水溶液の存在しない部分に取り付けられた排ガス出口ノズルと、から構成される高周波誘導プラズマによる有機ハロゲン化合物の分解装置。」の発明（以下、「刊行３発明」という）が記載されていると云える。
　そこで、本件発明１と刊行３発明とを対比すると、刊行３発明の「アルカリ水溶液冷却缶」が、本件発明１の「アルカリ液を収容した第１容器」に相当することから、両者は、「有機ハロゲン化合物を含んだガスに熱プラズマを生成し、その熱プラズマに水を噴霧することによって有機ハロゲン化合物を分解するプラズマによる有機ハロゲン化合物の分解装置であり、反応生成物を無害化するためのアルカリ液を収容した第１容器と、開口された下端部を有し、該下端部を前記アルカリ液に浸漬して配置された反応器を具備することを特徴とするプラズマによる有機ハロゲン化合物の分解装置。」で一致するものの、次の点で相違している。
相違点ａ：本件発明１は「マイクロ波を照射することによって熱プラズマを生成し、プラズマを生成するためのマイクロ波キャビティーと、下端部が前記反応器内に達するとともに上端部が前記マイクロ波キャビティー内部を貫通するように設けられた放電管と、前記放電管に第１配管を介して接続され、有機ハロゲン化合物を収容した第２容器とを具備」しているのに対し、刊行３発明では「水蒸気及び有機ハロゲン化合物を導入するための導入管が接続され、ＲＦコイルが巻回されたプラズマトーチ」を構成とするものである点
相違点ｂ：本件発明１は「前記反応器の側壁に設けられ、マイクロ波照射によって放電管の先端部に生成した熱プラズマに水蒸気を噴出する水蒸気噴出手段を具備」しているのに対し、刊行３発明では「水蒸気と有機ハロゲン化合物との混合ガスをプラズマトーチに供給」するものである点
（２）相違点の判断
　そこで、まず相違点ｂについて検討すると、
　刊行物１には、上記（１）（ア）からみて「Ｃ２Ｆ６とＯ２をマイクロ波管状キャビティに供給して、Ｃ２Ｆ６を減少させる」ことについて記載されていると云え、相違点ａの構成のマイクロ波キャビティについて記載があるものの、相違点ｂの水蒸気の噴霧については何ら記載されていない。また、刊行物２には、上記（２）（ア）（イ）から「コロナ放電を用いて過弗化化合物（ＰＦＣ）、クロロフルオロカーボン（ＣＦＣ）あるいは揮発性有機化合物（ＶＯＣ）等の汚染物質を分解する」ことが、また、刊行物４には上記（４）（イ）（ロ）から「フロンを分解して無害化する方法及び装置に関し、中和無害化する」ことが、また刊行物５には、上記（５）（ア）（イ）から「高周波誘導プラズマ装置を用いた有機ハロゲン化合物の分解方法に関し、配管や各バルブ部分にヒーターや、配管部分にはスーパーヒーターを設ける」ことが、また、刊行物６には、上記（６）（ア）から「マイクロ波トーチ　熱プラズマ発生器としてマイクロ波が高温熱プラズマ用として用いられることや、それはキャビティ（cavity）構造にしなければならないこと」が、それぞれ記載されているが、いずれも相違点ｂの構成については何ら記載されていない。また、刊行物７には、上記（７）（ア）から「トリクロロエチレンと１、１，１−トリクロロエタンと水蒸気又は酸素分子との反応について検討し、管型フロー反応器の中のマイクロ波放電プラズマ中で行われ、９５％〜９９％超の分解除去効率で分解される」ことが記載され、相違点ａの「マイクロ波放電プラズマ」についてや、相違点ｂの「水蒸気」を供給することについて記載がみられるが、相違点ｂの構成の「マイクロ波照射によって放電管の先端部に生成した熱プラズマに水蒸気を噴出する」ことについては何ら記載されていない。
　また、刊行３発明は、上記したように「水蒸気を導入する」ものであるが、それは「水蒸気と有機ハロゲン化合物の混合ガスをプラズマフレームに導入する」もの、つまり水蒸気は混合ガスとして有機ハロゲンとともに供給されるものであるから、そのことから直ちに「マイクロ波照射によって放電管の先端部に生成した熱プラズマに水蒸気を噴出する」ように構成することを導き出すことはできない。そのことについて、申立人１は平成１５年３月１４日付け回答書で「水蒸気を導入しようとすれば、マイクロ波キャビティの構造上、必然的に放電管の先端に生成した熱プラズマに水蒸気を噴出することになる」（第３頁末行〜第４頁５行）と述べているが、その根拠も明らかとはいえない。
　そして、本件発明１は相違点ｂの構成を採用することにより、長時間の連続した運転が安定的に維持できる等明細書記載の効果を奏するものといえる。そして、この効果については、特許権者は平成１６年１月２７日付け特許異議意見書の第４頁１２行〜第５頁１３行で述べるような「プラズマの消化（失火）の防止」という効果が伺える。
　したがって、本件発明１は、相違点ａを検討するまでもなく、刊行物１〜７に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものともすることはできない。
５．結論
　以上のとおりであるから、特許異議の申立の理由及び証拠によっては、本件訂正後の請求項１に係る発明についての特許を取り消すことができない。
　また、他に本件訂正後の請求項１に係る発明の特許を取り消すべき理由を発見しない。
  よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１６年２月２３日（２００４．２．２３）
【訂正の要旨】
審決（決定）の【理由】欄参照。
（５４）【発明の名称】
プラズマによる有機ハロゲン化合物の分解装置
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　有機ハロゲン化合物を含んだガスにマイクロ波を照射することによって熱プラズマを生成し、その熱プラズマに水を噴霧することによって有機ハロゲン化合物を分解するプラズマによる有機ハロゲン化合物の分解装置であり、プラズマを生成するためのマイクロ波キャビティーと、反応生成物を無害化するためのアルカリ液を収容した第１容器と、開口された下端部を有し、該下端部を前記アルカリ液に浸漬して配置された反応器と、下端部が前記反応器内に達するとともに上端部が前記マイクロ波キャビティー内部を貫通するように設けられた放電管と、前記放電管に第１配管を介して接続され、有機ハロゲン化合物を収容した第２容器と、前記反応器の側壁に設けられ、マイクロ波照射によって放電管の先端部に生成した熱プラズマに水蒸気を噴出する水蒸気噴出手段とを具備することを特徴とするプラズマによる有機ハロゲン化合物の分解装置。
　【請求項２】　有機ハロゲン化合物を含んだガスにマイクロ波を照射することによって熱プラズマを生成し、その熱プラズマに水を供給することによって有機ハロゲン化合物を分解するプラズマによる有機ハロゲン化合物の分解装置であり、プラズマを生成するためのマイクロ波キャビティーと、反応生成物を無害化するためのアルカリ液を収容した第１容器と、開口された下端部を有し、該下端部を前記アルカリ液に浸漬して配置された反応器と、下端部が前記反応器内に達するとともに上端部が前記マイクロ波キャビティー内部を貫通するように設けられた放電管と、前記放電管に第１配管を介して接続され、有機ハロゲン化合物を収容した第２容器と、前記反応器の周囲もしくは第１容器の下部の少なくともいずれかに設けられ、マイクロ波照射によって放電管の先端部に生成した熱プラズマに水を供給するために、前記
アルカリ液
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】
　本発明はプラズマによる有機ハロゲン化合物の分解装置に関し、特にフロン、トリクロロメタン等の有機ハロゲン化合物を効率よく分解するプラズマによる有機ハロゲン化合物の分解装置に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】
　分子内にフッ素、塩素、臭素等を含んだフロン、トリクロロメタン、ハロン等の有機ハロゲン化合物は、冷媒、溶剤、消化剤等の幅広い用途に大量使用されており、産業分野における重要度が極めて高い。しかし、これら化合物は揮発性が高いため、多くは未処理のまま、大気、土壌、水等の環境へ未処理のまま放出され、現在、発ガン性物質の生成、オゾン層破壊、地球温暖化等、環境に対して大きな悪影響を及ぼすことが分かり、環境保全の見地からこれら有機ハロゲン化合物の無害化処理を行う必要がある。
　【０００３】
　従来、有機ハロゲン化合物の処理方法として報告されているものは、主に高温での分解反応を利用したものである。この処理方法を大きく分類すると、焼却法とプラズマ法がある。
　【０００４】
　焼却法では、揮発性有機ハロゲン化合物は樹脂等の通常の廃棄物と一緒に焼却される。廃棄物焼却炉で燃焼させるには強酸で腐食性のある塩化水素対策として、耐腐食対策が必要となる。また、通常の樹脂類の燃焼とは異なる燃焼温度の設定となるため、これら有機ハロゲン化合物だけを別に燃焼させる必要がある。また、焼却炉からの塩化水素、ダイオキシン等の排出量には厳しい基準があるため、燃焼温度を不安定になること等の要因を回避するためには、むやみに処理量を上げることはできない。
　【０００５】
　プラズマ法では、フロン等の専用分解装置として、揮発性有機ハロゲン化合物に水蒸気をプラズマ中で反応させて二酸化炭素、塩化水素、フッ化水素に分解する。プラズマを生成する方法としては、高周波放電及びＤＣアーク放電が用いられている。以下に、従来の高周波放電装置について図面を参照して説明する。
　【０００６】
　（１）図６を参照する。図中の付番１は、アルカリ水溶液２を収容した石英製の容器である。この容器１には、下端部が開口した反応器３が下端部を前記アルカリ水溶液２に浸漬した状態で配置されている。前記反応器３には、コイル４が巻かれている。このコイル４には、該コイル４に高周波電流を流す電源５が接続されている。前記反応器３の頂部には、アルゴンガス中に添加したフロンと水蒸気の混合ガス６を収容した容器７が配管８を介して接続されている。前記容器７からは混合ガス６が反応器３に導かれる。前記容器１の上部には、排気ダクト９が接続されている。
　【０００７】
　図６に示す高周波放電では、電源５から導かれる周波数１３．５６ＭＨｚの電磁波を用いる。まず、前記容器７から混合ガス６を反応器３に導く。つづいて、反応器３に巻いたコイル４に高周波電流を流し、反応器３内のガスをプラズマ化させる。プラズマ中で反応したガスは、アルカリ水容液２で中和、無害化され、排気ダクト９から排出される。
　【０００８】
　しかし、この方法では、装置の小型化が困難であることとアルゴンガスを使用するために処理コストが高くなる欠点がある。また、長時間の連続した運転が安定に維持できない等の問題がある。一方、アルゴンを使用しない試みがなされているが、フロン分解の反応圧力条件が大気圧の１／４程度にする必要がある等、設備上の問題がある。
　【０００９】
　（２）図７を参照する。なお、図６と同部材は同符号を付して説明を省略する。ＤＣアーク放電の装置構成は、図６に示す高周波放電とほぼ同じものである。図７の高周波放電装置では、放電部が、柱状の陰極１１と、この陰極１１を囲むように設けられた下部のみ開口したノズル状の金属製の陽極１２と、前記陰極１１及び陽極１２に接続されたＤＣ電源１３とから構成されている。なお、容器７からのガスは配管８を介して陽極１２と陰極１１間の領域に送給さられた後、反応器３内に送給されるようになっている。
　【００１０】
　図７の装置の場合、図６の高周波放電方式の装置と比較して、減圧雰囲気を必要とせず、比較的小型で分解能力の高いものが得られる。しかし、放電を発生させるためのノズル状の陽極１２が金属であることから、フロン等の分解によって発生する腐食性ガスによる電極表面の腐食、浸食により、陽極１２、陰極１１ともに劣化しやすく、長時間安定した分解反応が実現しにくいという欠点がある。
　【００１１】
　また、電極間にフロンを通さず、プラズマ生成後にフロン等の被分解ガスを供給するためには、放電維持のためにアルゴンや空気が必須となる。空気の使用はアルゴンと比較してランニングコストは高くはならないが、アーク放電のガス温度約６０００°Ｋ（Ｋｅｌｖｉｎ温度目盛、以下単にＫと記す）では、窒素と酸素等の反応により窒素酸化物の発生が伴うことが自明である。従って、これらの反応生成物の対策設備が必要となる欠点がある。
　【００１２】
　なお、本発明に関する大気圧でのプラズマ生成に関しては、特開平２−１３１１１６に示されているように、周波数１〜２００ＭＨｚの高周波放電及び周波数１〜２０ＧＨｚのアルゴンガスを用いてマイクロ波放電が誘導加熱方式として使われているが、現状ではキャリアガスをアルゴンとして溶射などに用いられている。しかし、有機ハロゲン化合物のような分解性に富んだ分子性ガスを添加した系で、かつ、大気圧条件で長時間安定にかつ均一なプラズマを生成することは現状では困難である。
　【００１３】
　【発明が解決しようとする課題】
　フロン、トリクロロメタンなどの揮発性有機ハロゲン化合物はもともと反応性が非常に低いために、適切な分解処理方法がない。分解処理方法として従来技術をそのまま使用できるものとして高温の燃焼技術がある。この方法では、大量の炭化水素の燃料と一緒に有機ハロゲン化合物を燃焼させるため、エネルギー効率が悪く、装置を小型化できない。また、有機ハロゲン化合物などを燃焼させるには、通常廃棄物の燃焼よりも温度を高めに設定する必要があるが、燃焼温度の設定及び立ち上げに時間を要する。被分解有機ハロゲン化合物を回収分解処理することになるため、低コストで効率的な分解処理ができない。
　【００１４】
　立ち上げ時間を短縮する従来技術として、高周波放電やアーク放電を利用したプラズマ法がある。高周波放電を利用した設備では、効果なアルゴンガスが必須であることや、アルゴンレスになったとしても高分解率が減圧条件でしか得られず、真空ポンプなどの付帯設備や密閉構造が必要となるなど、装置は小型化できるが、腐食性ガスの発生により電極が劣化するために、放電を駆動させるガスとしてフロンなどの有機ハロゲン化化合物が使えないことから、高価なアルゴンガスや空気を使わざるを得ない。しかし、空気を駆動ガスに使用した場合、アーク放電で約６０００Ｋに昇温されたプラズマ中で窒素と酸素が反応して窒素性酸化物が生成される。これにより新たな排ガスの除害処理をする必要がある。
　【００１５】
　さらに、プラズマを用いる方法で重要な点は、有機ハロゲン化合物に効率よく電磁波などのエネルギーを投入できること、有機ハロゲン化合物及び水等の酸化剤のような分解助剤をプラズマ中に均一に導入することである。プラズマ生成やプラズマ中へのガス混合が不均一な場合、プラズマが不安定になるとともに、プラズマ中のガス温度の低下や反応性低下という問題が発生する。
　【００１６】
　【００１７】
　【００１８】
　【００１９】
　【００２０】
　
本発明
反応器
フロン、トリクロロメタン等の
　【００２１】
　【００２２】
　
また、本発明
前述と
　【００２３】
　【００２４】
　【００２５】
　【００２６】
　【００２７】
　【００２８】
　【課題を解決するための手段】
　
本発明
　
本発明においては、有機ハロゲン化合物の分解手段としては、有機ハロゲン化合物と水蒸気の混合ガスにマイクロ波を照射することによって熱プラズマ中で有機ハロゲン化合物を分解する方法、あるいは有機ハロゲン化合物を含んだガスにマイクロ波を照射することによって熱プラズマを生成させ、そのプラズマ中に水を噴射することによって有機ハロゲン化合物を分解する方法が挙げられる。
　【００２９】
　【００３０】
　
また、本発明
アルカリ液
　【００３１】
　［作用］
　プラズマ状態では、高いガス温度（２０００〜６０００Ｋ）に加えて、電子のエネルギーも高いため、有機ハロゲン化合物は容易に塩素原子、フッ素原子、水素原子を解離しやすい状態にある。
　【００３２】
　従って、請求項１記載の発明では、有機ハロゲン化合物を含んだガスにマイクロ波を照射し、ガスをプラズマ化する。また、請求項２記載の発明では、有機ハロゲン化合物に水蒸気を添加したガスにマイクロ波を照射し、ガス全体をプラズマ化する。
　【００３３】
　アーク放電のように電極を必要としないマイクロ波の使用による有機ハロゲン化合物のプラズマ化によって腐食性による放電部の損傷がない。分解反応機構は、代表的な例としてエアコン等の冷媒に使用されているフロンＲ１２（ＣＣｌ２Ｆ２）については、ＣＣｌ２Ｆ２＋２Ｈ２Ｏ→２ＨＣｌ＋２ＨＦ＋ＣＯ２と考えられ、生成物の除害には次の反応を用いることができる。
　【００３４】
　　２ＨＣｌ＋２ＨＦ＋２Ｃａ（ＯＨ）２→ＣａＣｌ２＋ＣａＦ２＋４Ｈ２Ｏ
　また、塩素以外のハロゲン化合物であるフロン１３４ａ（ＣＦ３ＣＨ２Ｆ）についても本発明は有効である。反応例を次に示す。
　　ＣＦ３ＣＨ２Ｆ＋２Ｈ２Ｏ→４ＨＦ＋ＣＯ２＋Ｃ
Ｃは酸素等の存在下ではＣＯ２に転化する。
　【００３５】
　【発明の実施の形態】
　以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。なお、本実施例では有機ハロゲン化合物の中でも比較的分解しにくいフロン１３４ａ（ＣＨ２ＣＦ４）の分解実験を例示する。マイクロ波は周波数２．４５ＧＨｚ、放電には同軸導波管型のキャビティーを用いた例を示す。
　【００３６】
　（
比較例１
　図１を参照する。図中の付番２１は、アルカリ水溶液（水酸化カルシウム）２２を収容した石英製の容器である。この容器２１には、下端部が開口した反応器２３が下端部を前記アルカリ水溶液２２に浸漬した状態で配置されている。前記反応器２３の上部には、外径１２ｍｍ、内径１１ｍｍの石英製の放電管２４が下端部が反応器２３内まで延出して立設されている。前記反応器２３の上方には、放電管２４の上部側が貫通するマイクロ波同軸導波管型キャビティー２５が配置されている。このキャビティー２５は、外導体の内径４０ｍｍ、内導体の外径１０ｍｍで、外導体と内導体のギャップ長さは１０ｍｍである。前記放電管２４の上端側は、前記キャビティー２５内の同軸導波管変換器２６の内導体内部に貫通して取り付けられている。前記キャビティー２５の一端側には、マイクロ波発信器２７が取り付けられている。前記放電管２４には、フロンガス２８を収容した容器２９、空気３０を収容した容器３１が配管３２を介して接続されている。前記容器２１の上部には排気ダクト３３が接続されている。
　【００３７】
　このように、上記
比較例１
　【００３８】
　こうした構成の分解装置の作用は、次の通りである。まず、キャビティー内部の放電管２４にフロン１３４ａを大気圧、流量１０リットル（ｌ）／ｍｉｎで供給する一方、マイクロ波発信器２７から２．４５ＧＨｚのマイクロ波を同軸導波管変換器２６を経てキャビティー２５内に導き、そこで形成されたマイクロ波電界で放電させた。フロンガス２８は放電プラズマにより反応器２３内で分解された後、アルカリ水溶液２２中を通過し、除害処理され、炭酸ガス等を含む残りのガスは排気ダクト３３から排出した。フロンの分解率は反応器２３内のガスを一部採取し、プラズマ有無のフロン濃度のガスクロ分析から算出した。フロン供給量０．１ｋｇ／ｈでマイクロ波パワーをパラメータとした場合の分解率測定の実験結果を、下記表１に示す。この試験において、添加ガスとしてアルゴンや空気等が混入しても、マイクロ波パワーを調節すれば、ほぼ同程度の分解率が得られることがわかった。
　【００３９】
　【表１】
　【００４０】
　（
比較例２
　図２を参照する。但し、図１と同部材は同符号を付して説明を省略する。本
比較例２
比較例２
　【００４１】
　フロン分解率は、
比較例１
　【００４２】
　【表２】
　【００４３】
　なお、上記
比較例２
　【００４４】
　（
実施例１
　図３を参照する。但し、図１と同部材は同符号を付して説明を省略する。本実施例３は、反応器２３の上部側壁に２つのパイプ４４を対向して取り付け、マイクロ波照射によって生成したフロンプラズマ（熱プラズマ）４５中にパイプ４４から水を霧状に噴霧する構成にしたことを特徴とする。
　【００４５】
　フロン分解率は、
比較例１
　【００４６】
　【表３】
　【００４７】
　なお、上記
実施例１
　【００４８】
　（
比較例３
　図４を参照する。但し、図１及び図３と同部材は同符号を付して説明を省略する。
　【００４９】
　本
比較例３
　【００５０】
　フロン分解率は
比較例１
　【００５１】
　【表４】
　【００５２】
　なお、
比較例３
　【００５３】
　（
実施例２
　図５を参照する。但し、図１及び図３と同部材は同符号を付して説明を省略する。
　【００５４】
　本
実施例２
　【００５５】
　フロン分解率は
比較例１
　【００５６】
　【表５】
　【００５７】
　【発明の効果】
　以上詳述したように本発明によれば、廃棄物中あるいは排気ガス中のフロンやトリクロロメタン等の有機ハロゲン化合物を高い分解率（９９．９９％以上）で無害化処理できる。また、マイクロ波は大きなエネルギーを効率よく有機ハロゲン化合物を含んだガスに集中的に供給し、効率よくプラズマ化できる。さらに、電磁波として制御性に優れることや量産化電源が使用可能の点から、装置の小型化や低コスト化が図れる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　本発明の
比較例１
　【図２】
　本発明の
比較例２
　【図３】
　本発明の
実施例１
　【図４】
　本発明の
比較例３
　【図５】
　本発明の
実施例２
　【図６】
　従来の高周波放電方式の有機ハロゲン化合物の分解装置の正面断面図。
　【図７】
　従来のＤＣアーク放電方式の有機ハロゲン化合物の分解装置の正面断面図。
　【符号の説明】
　２１、２９、３１…容器、　　２２…アルカリ水溶液、　　２３…反応器、
　２４…放電管、　　　　　　　２５…マイクロ波同軸導波管型キャビティー、
　２６…同軸導波管変換器、　　２７…マイクロ波発信器、　２８…フロンガス、
　２９…空気、　　　　　　　　３２，４２…配管、　　　　３３…排気ダクト、
　４１…水供給系、　　　　　　　４３…リボンヒータ、
　４４、４６…パイプ、　　　　４５…フロンプラズマ、　　４７…アルカリ水、
　４８、４９…ヒータ、　　　　５０…水蒸気。