(57)【要約】【課題】  アーク放電量が多く、処理量の大幅な増大を図ることができる放電分解炉の構造を提供する。【解決手段】  路本体内の通路部２３に、放電電極棒Ａ１〜Ａ４と、回転手段により回転する電通棒Ｂ１〜Ｂ６と、加重棒Ｃ１〜Ｃ３とから構成される上段の放電部３０と、放電電極棒Ａ５〜Ａ７と、回転する電通棒Ｂ７〜Ｂ１０と、加重棒Ｃ４、Ｃ５とから構成される下段の放電部３１を設け、放電電極棒と電通棒との間、電通棒相互の間および電通棒と加重棒との間にそれぞれ発生したアーク放電のエネルギによる放電熱により処理対象物を熱化学分解する。従って、処理量がかなり多くなり、しかも、容量の増大を図れ、より処理量の増大を図ることができる。【選択図】  図１
2008161844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉本体内に形成された通路部の上部に処理対象物の投入口を、下部に排出口を設ける一方、複数本の丸棒状の放電電極棒と、該放電電極棒と接触し、互いに接触または近接するように並列され、かつ、回転手段により回転される複数本の丸棒状の電通棒と、該電通棒に載置されて、当該電通棒に加重する丸棒状の加重棒と、を備えた放電部を前記通路部に該通路部を塞ぐように略水平方向に設け、前記放電電極棒と電通棒との間、該電通棒相互の間および電通棒と加重棒との間にそれぞれ発生したアーク放電のエネルギによる放電熱により処理対象物を熱化学分解することを特徴とする放電分解炉の構造。
【請求項２】
前記放電部を前記通路部の上下方向に複数段にわたりそれぞれ間隔をもって配設したことを特徴とする請求項１記載の放電分解炉の構造。
【請求項３】
前記通路部の水平断面積が上部から下部に行くに従って小さくなるように形成すると共に、前記複数段の放電部における放電電極棒、電通棒および加重棒の設置本数を上段部から下段部に行くに従って少なく設定したことを特徴とする請求項２記載の放電分解炉の構造。
【請求項４】
前記回転手段は、モータと該モータの回転駆動力を前記電通棒に伝達する動力伝達機構とを備えて構成されることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１つに記載の放電分解炉の構造。
【請求項５】
前記電通棒の両端部に、通電端子接続側の端部と前記回転手段側の端部にそれぞれ連結される回転軸を、断電性および断熱性を有する構造としたことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１つに記載の放電分解炉の構造。
【請求項６】
前記断電性および断熱性を有する構造の回転軸を、互いに所定の間隔をもって同芯に対向して配設された２本のシャフトと、該対向部分が位置するシャフト周りをこれを覆うように空間部をもって設けられた外筒と、前記シャフト間の間隔部分を含む該シャフトと外筒との間の空間部に充填された耐火体と、から構成したことを特徴とする請求項５記載の放電分解炉の構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物を焼却した後の焼却灰、飛灰、下水道汚泥、汚染土壌、医療廃棄物、アスベストなどの処理対象物をアーク放電エネルギによる火花高熱により分子レベルまでに熱化学分解する放電分解炉の構造に関し、特に、炉の内部要素の形態、形状、配置などを工夫した放電分解炉の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭生活、農林水産業、自動車関連、各種製造業、食品加工業、土木建設業などの各種分野の産業活動、工業活動、商業活動、文化活動などに伴って排出される廃棄物や各種の鉱工業資源を、分子レベルまで熱化学分解することによって純粋物質を抽出して、廃棄物の再資源化や、鉱工業資源により高純度の物質を生産するアーク放電などの放電エネルギによる物質の減量化、無害化処理方法が、近年注目されている。
例えば、従来、特許文献１に示すように、ダイオキシン類や一酸化炭素を排出させず、物質残渣の減量化、重金属の分子分解などにおいての無公害の排ガスを排気可能で、地球温暖化にも影響を与えず、特に、最終処理物である焼却灰などの燃え灰の減量化や無害化、土壌汚染物質の無害化処理に有効な放電エネルギによる物質の無残渣処理方法およびその装置が知られている。
【０００３】
このものは、例えば、投入された焼却灰などの処理物質を、一次と２次の２基の放電分解炉で放電エネルギによる高温により分子レベルまでに熱化学分解し、この熱化学分解で発生したガス中の一酸化炭素をガスバーナで燃焼し、次に、燃焼後のガスをサイクロンで集塵した後、冷却機で冷却し、さらに、ガス中の物質を吸着槽の吸着剤で吸着して、物質が吸着された後のガスを送風ブロアが介装されたダクトから排出するようにしたものである。
【特許文献１】特開２００５−５８８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記放電分解炉は、例えば、酸化雰囲気（大気状態）で放電電極に電圧を印加して通電すると、この電極間に配設されたカーボンなどからなる抵抗体の間よりアーク放電を発し、このアーク放電エネルギによる火花高熱が発生されるものであり、特許文献１の図４に示すように、黒鉛または炭化珪素からなる球状の抵抗体が、カーボングラファイトの熱緩衝材の床の上に放電電極の間に所定の間隔を介して、複数層にそれぞれ並列して配置されており、抵抗体の層を挟んで、棒状の放電電極が設置され、放電電極の間に抵抗体が配置された構成となっている。
【０００５】
しかしながら、このような従来の放電分解炉は、抵抗体同士が接触し、この接触部分にアーク放電が起こるため、抵抗体は次第に外周面が消耗するが、抵抗体同士は接触部分が常に同じであるため、一部分だけ消耗する片減状態となり、アーク放電量が次第に減少し、炉の温度が低下するし、抵抗体の交換もよぎなくされる。
【０００６】
さらに、処理対象物を上から落下させる構成であるが、抵抗体同士が接触して隙間が小さく、球状の抵抗体が多数接触して敷き詰められているため、処理対象物が下へと流れ難く、停滞してしまうため、炉としては、処理量がかなり低く、物質の無残渣処理装置全体の処理量にも影響を及ぼす。
しかも、抵抗体と放電電極との距離に限界があるため、抵抗体の設置個数の増加を図れず、炉の容量を増大できず、処理量の増大を図れないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためなされたものであり、炉の内部の構成要素の形態、形状、配置などを改善することにより、アーク放電量が多く、雰囲気などの温度が高く、しかも、断電性および断熱性に優れ、処理量の大幅な増大などを図ることができる放電分解炉の構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した課題を解決するため、請求項１に係る放電分解炉の構造は、炉本体内に形成された通路部の上部に処理対象物の投入口を、下部に排出口を設ける一方、複数本の丸棒状の放電電極棒と、該放電電極棒と接触し、互いに接触または近接するように並列され、かつ、回転手段により回転される複数本の丸棒状の電通棒と、該電通棒に載置されて、当該電通棒に加重する丸棒状の加重棒と、を備えた放電部を前記通路部に該通路部を塞ぐように略水平方向に設け、前記放電電極棒と電通棒との間、該電通棒相互の間および電通棒と加重棒との間にそれぞれ発生したアーク放電のエネルギによる放電熱により処理対象物を熱化学分解することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る放電分解炉の構造は、前記放電部を前記通路部の上下方向に複数段にわたりそれぞれ間隔をもって配設したことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る放電分解炉の構造は、前記通路部の水平断面積が上部から下部に行くに従って小さくなるように形成すると共に、前記複数段の放電部における放電電極棒、電通棒および加重棒の設置本数を上段部から下段部に行くに従って少なく設定したことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る放電分解炉の構造は、前記回転手段は、モータと該モータの回転駆動力を前記電通棒に伝達する動力伝達機構とを備えて構成されることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る放電分解炉の構造は、前記電通棒の両端部に、通電端子接続側の端部と前記回転手段側の端部にそれぞれ連結される回転軸を、断電性および断熱性を有する構造としたことを特徴とする。
【００１３】
請求項６に係る放電分解炉の構造は、前記断電性および断熱性を有する構造の回転軸を、互いに所定の間隔をもって同芯に対向して配設された２本のシャフトと、該対向部分が位置するシャフト周りをこれを覆うように空間部をもって設けられた外筒と、前記シャフト間の間隔部分を含む該シャフトと外筒との間の空間部に充填された耐火体と、から構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明の放電分解炉の構造によれば、放電電極棒と電通棒との間、電通棒相互の間および電通棒と加重棒の間にそれぞれアーク放電が起こり、放電部分の電通棒表面で高温になるが、電通棒が回転しているため、アーク放電が次々に起こり電通棒表面が全周に亘って高温になり、電通棒表面に接触した処理対象物を熱化学分解することができるので、処理能力を向上することができる。
また、電通棒が丸棒状であるため、電通棒を密に敷き詰める必要がなくコストを削減できると共に、放電電極棒、電通棒および加重棒の寿命を向上することができる。
さらに、電通棒が回転しているため、処理対象物、特に、分解し難い土壌、石、炭素、陶器片などが下へと流れ易くなり、停滞するおそれがないので、分解炉として、処理能力が更に向上し、例えば、物質の無害化処理装置に適用した場合には、装置全体の処理能力の大幅な増大を図ることができる。
しかも、電通棒が丸棒状であるため、電通棒の設置個数の増加を図っても、放電電極棒からの電通棒への通電量が充分得られ、炉の容量の増大を図れ、より処理量の増大を図ることができる。
また、電通棒に加重する加重棒を設けているので、電通棒表面が消耗した場合には、加重棒が電通棒に加重し、該電通棒が極めて微少であるが、放電電極棒の方へ移動し、該放電電極棒と電通棒との接触状態を維持し、アーク放電量を長期にわたり維持することができ、電通棒の寿命を向上することができる。
【００１５】
請求項２に係る発明の放電分解炉の構造によれば、放電電極棒、電通棒および加重棒を全て丸棒状に形成することで各段の放電部間の間隔に障壁がない構成となるため、全ての処理対象物が万遍なく熱分解され、上段の放電部から下段の放電部に至った処理対象物が種々の方向に流れて、上段の放電部で熱化学分解されなかったものが、より効果的に下段の放電部で熱化学分解され、処理能力を大幅に向上することができる。
【００１６】
請求項３に係る発明の放電分解炉の構造によれば、下段の放電部での残渣量は大幅に少ないため、通路部の水平断面積が上部から下部に行くに従って小さくなるように形成しても問題はなく、複数段の放電部における放電電極棒、電通棒および加重棒の設置本数を上段から下段に行くに従って少なく設定することで、下段の放電部の放電電極棒、電通棒および加重棒の設置本数を少なくすることができる結果、コストダウンを図ることができる。
【００１７】
請求項４に係る発明の放電分解炉の構造によれば、簡単に回転手段を形成できると共に、回転動作の信頼性を向上することができる。
【００１８】
請求項５に係る発明の放電分解炉の構造によれば、電通棒からの高電流や高温の熱が放電電極棒への通電端子接続側や回転手段に伝達されることがなく、これらの高電流や高温の熱による悪影響を阻止することができる。
【００１９】
請求項６に係る発明の放電分解炉の構造によれば、断電性および断熱性を有する構造の回転軸を、簡単に形成できると共に、その信頼性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付された図面を参照して本発明の実施の形態を詳述する。
図１３は、本発明に係る放電分解炉の構造の実施形態を採用した物質の無害化処理装置の概略的なシステム図である。
【００２１】
この装置は、放電分解炉としての１号炉１および２号炉２と、熱化学分解により発生したガス中の一酸化炭素を燃焼させるためのガスバーナ（ＬＰＧ噴射部）３と、第１煙道４と、第２煙道（ＬＰＧ補助噴射部）５と、第３煙道６と、燃焼後のガスの集塵を行う炭素粒子回収サイクロン（ガスを冷却するための直接水シャワー部）７および冷却機（温度降下・間接シャワー部）８と、炭素粒子回収サイクロン７および冷却機８に冷却水を循環供給する循環冷却水プール槽９と、バブフィルタ１０と、複数の吸着槽を直列接続した２つのグループをさらに並列させた構成で、吸着槽の吸着剤でガス中の物質を吸着させる吸着装置１１と、を備えている。また、前記１号炉１には、これと２号炉２の後述する放電電極棒に通電を行うための発電機又は電力供給源と制御盤１２と第１のトランス１３および第２のトランス１４とが接続される。さらに、吸着装置１１には、物質を吸着した後のガスを排出するための吸引ファン１５を介装した排気管１６が接続される。
なお、放電分解炉を１号炉１と、これに直列接続される２号炉２とに分けて設けて２段接続にしたのは、より確実の物質の分子化を行うためである。
【００２２】
図１〜図１１は、前記１号炉１の構成を示す図である。これらの図において、炉本体２１は方形体形状にされ、上部と下部に後述する投入口２８と排出口２９が形成され、底部には残渣の回収口２１Ａが形成され、また、排出口２９と２号炉２とを繋ぐ連通路２１Ｂが形成される。外壁２１Ｃの内部には、耐熱石盤２２により形成された通路部２３が設けられ、この耐熱石盤２２の側部にはそれぞれ鉄板蓋２４が間隔を介して配設される。さらに、耐熱石盤２２の上部と下部には、それぞれアングル２５を介して設置された耐火レンガ２６、２７からなる処理対象物の投入口２８と排出口２９とが形成されている。前記通路部２３は、上側が大きく、下側が小さい略角錐形状をなしており、上段（１段目）と下段（２段目）に離間して２段の放電部３０、３１が設けられている。
【００２３】
上段の放電部３０は、丸棒状の放電電極棒Ａ１〜Ａ４と、後述する回転手段により回転する丸棒状の電通棒Ｂ１〜Ｂ６と、これの電通棒Ｂ１〜Ｂ６に加重する丸棒状の加重棒Ｃ１〜Ｃ３とから構成されている。この場合、放電電極棒Ａ１〜Ａ４は、横方向に離間して並列して４本配設され、隣り合う放電電極棒Ａ１，Ａ２、Ａ２，Ａ３、Ａ３，Ａ４間の下側位置には、横方向に離間して並列して２本づつの電通棒Ｂ１，Ｂ２、Ｂ３，Ｂ４、Ｂ５，Ｂ６がそれぞれ配設される。そして、隣り合う放電電極棒Ａ１，Ａ２、Ａ２，Ａ３、Ａ３，Ａ４間における一方の電通棒Ｂ１、Ｂ３、Ｂ５は放電電極棒Ａ１、Ａ２、Ａ３の外周面にそれぞれ接触され、他方の電通棒Ｂ２、Ｂ４、Ｂ６は放電電極棒Ａ２、Ａ３、Ａ４の外周面にそれぞれ接触されている。また、隣り合う放電電極棒Ａ１，Ａ２、Ａ２，Ａ３、Ａ３，Ａ４間の上側位置であって、並列する２本づつの電通棒Ｂ１，Ｂ２、Ｂ３，Ｂ４、Ｂ５，Ｂ６の上側の境部位置には、加重棒Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３がそれぞれ配設されており、これら電通棒Ｂ１〜Ｂ６に接触して加重している。
【００２４】
一方、下段の放電部３１は、放電電極棒Ａ５〜Ａ７と、後述する回転手段により回転する電通棒Ｂ７〜Ｂ１０と、これらの電通棒Ｂ７〜Ｂ１０に加重する加重棒Ｃ４、Ｃ５とから構成されている。この場合、放電電極棒Ａ５〜Ａ７は、横方向に離間して並列して３本配設され、隣り合う放電電極棒Ａ５，Ａ６、Ａ６，Ａ７間の下側位置には、横方向に離間して並列して２本づつの電通棒Ｂ７，Ｂ８、Ｂ９，Ｂ１０がそれぞれ配設される。そして、隣り合う放電電極棒Ａ５，Ａ６、Ａ６，Ａ７間における一方の電通棒Ｂ７、Ｂ９は放電電極棒Ａ５、Ａ６の外周面にそれぞれ接触され、他方の電通棒Ｂ８、Ｂ１０は放電電極棒Ａ６、Ａ７の外周面にそれぞれ接触されている。また、隣り合う放電電極棒Ａ５，Ａ６、Ａ６，Ａ７間の上側位置であって、並列する２本づつの電通棒Ｂ７，Ｂ８、Ｂ９，Ｂ１０の上側の境部位置には、加重棒Ｃ４、Ｃ５がそれぞれ配設されており、これら電通棒Ｂ７〜Ｂ１０に接触して加重している。
【００２５】
これらの放電電極棒Ａ１〜Ａ７、電通棒Ｂ１〜Ｂ１０および加重棒Ｃ１〜Ｃ５は、それぞれカーボンから構成される。
【００２６】
前記放電電極棒Ａ１〜Ａ７それぞれの片方の端部は、鉄板蓋２４から突出して、通電端子部３２がそれぞれ接続される。
各電通棒Ｂ１〜Ｂ１０は後述する回転手段によって回転駆動され、その両側端部にはそれぞれ断電・断熱回転軸Ｆ１〜Ｆ２０が取り付けられている。
【００２７】
ここで、前記断電・断熱回転軸Ｆ１〜Ｆ２０は電通棒Ｂ１〜Ｂ１０の回転軸であるが、回転軸を通じて高電気が流れない断電性と、高い温度が伝わらない断熱性とを持つ必要があるため、次のように構成されている。
すなわち、図７は、電通棒Ｂ１の後述する回転手段側の端部に取り付けた断電・断熱回転軸Ｆ７を全ての断電・断熱回転軸Ｆ１〜Ｆ２０の構成として示したものである。図において、断電・断熱回転軸Ｆ７は、互いに所定の間隔をもって同芯に対向して配設されたステンレスなどの芯金となる２本のシャフト４０、４１と、該対向部分が位置するシャフト４０、４１周りをこれを覆うように空間部をもって設けられた外筒４２と、前記シャフト４０、４１間の間隔部分を含む該シャフト４０、４１と外筒４２との間の空間部に充填された耐火体４３と、シャフト４０、４１にそれぞれ打ち込まれた抜け止め・回り止めの根枷４４と、から構成される。
【００２８】
この場合、両方のシャフト４０、４１の芯出し精度を高めるため、１例として、次のように断電・断熱回転軸Ｆ１〜Ｆ２０を製作すると良い。
すなわち、図８に示すように、例えば、所定長さの電線管５０に一本の丸棒状のシャフト５１を挿通する。このシャフト５１には、それぞれ抜け止め・回り止めの根枷５２を打ち込んでおく。そして、シャフト５１を挿通してから、耐火セメントと耐火レンガ粉末とを混ぜ合わせた流動物（耐火体）５３を電線管５０内に流し込んで固める。そして、できたものを図の鎖線の如く中央から切断して２本の分割体を設け、これらをそれぞれ別の電線管に互いに所定の間隔をもって対向して挿通配設し、別の電線管と２本の分割体をねじ部材などで固定した後、別の電線管に設けた窓から耐火セメントと耐火レンガ粉末とを混ぜ合わせた流動物を２本の分割体同士の間隔部分に流し込んで固める。
【００２９】
なお、断電・断熱回転軸Ｆ１〜Ｆ２０としては、２種類設けられており、一方の種類は、通電端子部３２接続側の断電・断熱回転軸であり、図示しないが、シャフトの一端部に電通棒Ｂ１〜Ｂ１０を取り付けるためのおねじ部が形成されている。他方の種類は、回転手段側の断電・断熱回転軸であり、図７に示すように、シャフト４０の一端部に電通棒Ｂ１〜Ｂ１０を取り付けるためのおねじ部４５が形成され、シャフト４１の一端部に回転手段における後述するスプロケットを取り付けるためのキー溝４６が形成されている。これらのおねじ部やキー溝は、断電・断熱回転軸製作前の前記シャフトに予め設けておくと良い（図８参照）。
【００３０】
従って、通電端子部接続側の断電・断熱回転軸Ｆ１〜Ｆ６、Ｆ１３〜Ｆ１６は、それぞれ鉄板蓋２４と耐熱石盤２２との間に配設され、それぞれの一端部が耐熱石盤２２を貫通してその電通棒Ｂ１〜Ｂ１０の一端部がねじ結合され、他端部が図示しないベアリングを介して鉄板蓋２４に回転自由に支持される。回転手段側の断電・断熱回転軸Ｆ７〜Ｆ１２、Ｆ１７〜Ｆ２０は、それぞれ鉄板蓋２４と耐熱石盤２２との間に配設され、それぞれの一端部が耐熱石盤２２を貫通して電通棒Ｂ１〜Ｂ１０の他端部がねじ結合され、他端部が図示しないベアリングを介して鉄板蓋２４に回転自由に支持される。
【００３１】
この場合、後述するが、確実な分子分解工程が得られるように、下段の放電部３１の電通棒Ｂ７〜Ｂ１０の方が上段の放電部３０の電通棒Ｂ１〜Ｂ６よりも若干回転速度が遅く設定されている。
【００３２】
次に、電通棒Ｂ１〜Ｂ１０を回転する回転手段としては、図２、図３および図５に示すように、モータ６０と該モータ６０の回転駆動力を各電通棒Ｂ１〜Ｂ１０に伝達するスプロケット６１およびチェーン６２からなる動力伝達機構とを備えて構成される。
【００３３】
上段の放電部３０においては、モータ６０の回転駆動軸にスプロケット６１を取り付け、断電・断熱回転軸Ｆ８〜Ｆ１２には２つのスプロケット６１、６１を取り付け、断電・断熱回転軸Ｆ７には１つのスプロケット６１を取り付ける。そして、モータ６０の回転駆動軸のスプロケット６１と断電・断熱回転軸Ｆ１２の鉄板蓋２４からの突出端部に取り付けられたスプロケット６１とをチェーン６２で連結すると共に、隣接する断電・断熱回転軸Ｆ１２，Ｆ１１、Ｆ１１，Ｆ１０、Ｆ１０，Ｆ９、Ｆ９，Ｆ８、Ｆ８，Ｆ７の鉄板蓋２４からの突出端部に取り付けられたスプロケット６１同士をチェーン６２で連結して、モータ６０の回転駆動力が全ての断電・断熱回転軸Ｆ８〜Ｆ１２に伝達され、電通棒Ｂ１〜Ｂ６が回転されるようにする。
【００３４】
また、下段の放電部３０においては、モータ６０の回転駆動軸にスプロケット６１を取り付け、断電・断熱回転軸Ｆ１８〜Ｆ２０には２つのスプロケット６１、６１を取り付け、断電・断熱回転軸Ｆ１７には１つのスプロケット６１を取り付ける。そして、モータ６０の回転駆動軸のスプロケット６１と断電・断熱回転軸Ｆ２０の鉄板蓋２４からの突出端部に取り付けられたスプロケット６１とをチェーン６２で連結すると共に、隣接する断電・断熱回転軸Ｆ２０，Ｆ１９、Ｆ１９，Ｆ１８、Ｆ１８，Ｆ１７の鉄板蓋２４からの突出端部に取り付けられたスプロケット６１同士をチェーン６２で連結して、モータ６０の回転駆動力が全ての断電・断熱回転軸Ｆ１７〜Ｆ２０に伝達され、電通棒Ｂ７〜Ｂ１０が回転されるようにする。
【００３５】
次に、２号炉２の内部にも上段の放電部７０および下段の放電部７１が配設され、図１２に示すようになっている。
すなわち、図において、上段の放電部７０は、横方向に離間して並列する３本の放電電極棒Ａ１〜Ａ３と、これらの間に配設され、それぞれ放電電極棒Ａ１〜Ａ３と接触し、かつ、互いに接触する２本の電通棒Ｂ１，Ｂ２および３本の電通棒Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５と、隣接する、放電電極棒Ａ１と電通棒Ｂ１、放電電極棒Ａ２と電通棒Ｂ２、放電電極棒Ａ２と電通棒Ｂ３、放電電極棒Ａ３と電通棒Ｂ５のそれぞれの上部の境部と、隣接する電通棒Ｂ１，Ｂ２、Ｂ３，Ｂ４、Ｂ４，Ｂ５のそれぞれ上部の境部とに、それぞれ載置される７本の加重棒Ｃ１〜Ｃ７と、を備えている。
【００３６】
上段の放電部６０における回転手段としては、モータの回転駆動軸に取り付けられるスプロケットＥに２つのスプロケットＤを噛み合わせ、このスプロケットＤ、Ｄの一方に電通棒Ｂ２に取り付けられるスプロケットＤ２を噛み合わせると共に、該スプロケットＤ２に電通棒Ｂ１に取り付けられるスプロケットＤ１を噛み合わせる。また、他方のスプロケットＤに電通棒Ｂ３に取り付けられるスプロケットＤ３を噛み合わせると共に、該スプロケットＤ３に電通棒Ｂ４に取り付けられるスプロケットＤ４を噛み合わせ、該スプロケットＤ４に電通棒Ｂ５に取り付けられるスプロケットＤ５を噛み合わせる。
【００３７】
従って、モータを回転駆動すれば、全ての電通棒Ｂ１〜Ｂ５が回転する。
下段の放電部７１は、上段の放電部７０と同じ配列の放電電極棒Ａ１〜Ａ３、電通棒Ｂ１〜Ｂ５並びに同じ構成の回転手段を備えると共に、電通棒Ｂ１〜Ｂ５に載置される複数本の加重棒Ｃの列を２段にわたり備えている。
【００３８】
かかる２号炉２は、普段は上記したように、１号炉１が稼働していて、煙道として機能するが、医療廃棄物などの固形物を処理するときに、バッチ式にて処理物を投入して稼働するか、場合によっては、他の１０００°Ｃ前後の完全燃焼できない排煙を導入して、分子分解処理する。この場合、１号炉１における放電電極棒、電通棒および加重棒の使用済の残り屑のカーボンで、下段の放電部７１における加重棒Ｃを形成して、無駄がないようにしている。
なお、かかる２号炉２の構成は、本発明に係る放電分解炉の構造の他の実施形態に相当するものである。
【００３９】
次に、図１３に示した物質の無害化処理装置による処理方法を述べつつ、本発明の放電分解炉としての１号炉１の作用について説明する。
例えば、１号炉１のみを稼働し、２号炉２は煙道として機能させる場合、焼却灰などは、ホッパ、コンベア、昇降機などにより、１号炉１へと搬送されて、その上部の投入口２８から投入される。
【００４０】
１号炉１に、例えば、酸化雰囲気（大気状態）で上段の放電部３０と下段の放電部３１共に放電電極棒Ａ１〜Ａ７に電圧を印加して通電すると、上段の放電部３０においては、放電電極棒Ａ１〜Ａ４（電通棒Ｂ１〜Ｂ６と接触しているため、回転するときもある）と回転手段により回転駆動される電通棒Ｂ１〜Ｂ６間、電通棒Ｂ１〜Ｂ６同士および加重棒Ｃ１〜Ｃ３と電通棒Ｂ１〜Ｂ６間よりそれぞれ間断なくアーク放電を発し、このアーク放電エネルギによる高火花高熱が発生される。下段の放電部３１においても、放電電極棒Ａ５〜Ａ７と電通棒Ｂ７〜Ｂ１０間、電通棒Ｂ７〜Ｂ１０同士および加重棒Ｃ４、Ｃ５と電通棒Ｂ７〜Ｂ１０間よりそれぞれ間断なくアーク放電を発し、このアーク放電エネルギによる高火花高熱が発生される。
【００４１】
投入された焼却灰は、上段の放電部３０において、前記アーク放電に直接接触し、または高温に熱せられた電通棒Ｂ１〜Ｂ６などの表面に接触し、放電エネルギの放電高熱により熱化学分解され分子化され、この分子化されたものと、分子化されなかった残渣（例えば、土壌、石、炭素、陶器の破片など）は、上記の間を通って、下方に流れ、下段の放電部３１において、アーク放電エネルギの高熱により、上段の放電部３０で分子化が不十分であり、残渣に付着した重金属などが完全に分子化され、無害化された状態で底部の回収口２１Ａより回収され、それ以外の分子化された物質はガスとして次段のガスバーナ３に供給される。
【００４２】
ガスバーナ３では、ＬＰＧを噴射されて一酸化炭素が燃焼される。ガスバーナ３で一酸化炭素を燃焼されたガスは、第１煙道４、第２煙道５および第３煙道６を通って次段の炭素粒子回収サイクロン７に供給される。なお、ガスは第２煙道５を通る間に補助的に燃焼される。
【００４３】
炭素粒子回収サイクロン７では、循環冷却水プール槽９から供給される冷却水シャワーをガスが直接浴びながら遠心力により集塵を行うと同時に、電通棒Ｂ１〜Ｂ１０を構成するカーボンの飛び散った粒子もこの過程で集塵を行う。汚水となった冷却水は濾過され、清水となって循環冷却水プール９へと戻る。塵を除去され、ある程度冷却されたガスが、次段の冷却機８供給される。
【００４４】
冷却機８においては、ガスが細い多数のパイプを通過する間に、上から循環冷却水プール９から供給される強力な冷却水シャワーが噴射されて、一気に冷却される。この場合、例えば、ガス温度は８００°Ｃから１００°Ｃ以下に引き下げられる。なお、冷却水はポンプなどにより循環冷却水プール９より循環供給される。冷却されたガスは、次段の吸着装置１１に供給される。
【００４５】
吸着装置１１では、１号炉１のアーク放電エネルギによる高温で分子レベルまで熱化学分解されたガス中の物質が吸着される。
すなわち、吸着装置１１で物質の純粋物質の、例えば、資源である、鉄、銀、金、アルミニウム、珪素などが吸着され、残りの成分の概ね水素ガスが送出される。
その際の排出は温風程度であると共に煙も臭いも一切ない。
【００４６】
吸着装置１１の吸着剤は、活性炭、ゼオライト、硫酸ナトリウムなどで構成された非常に径の小さな多数の孔を持った多孔体で、その孔の径よりも大きな径を持った物質の分子の流通を阻止して、分子化された物質を吸着する。
そして、吸着装置１１の吸着剤交換処理量１００ｔ位で、吸着装置１１の手前側の吸着槽の２基を取り外し、吸着槽を吸着物質と共に最終処理場に廃棄する。また、空になった装置槽に新しい吸着剤を入れて、今度は吸着装置１１の最後尾に装填する。
【００４７】
なお、吸着物質を大量に蓄え、これを加熱して、吸着物質の溶出温度の差を利用して、純粋物質、例えば、鉄、銀、金、アルミニウム、珪素などの資源を回収しても良い。      吸着装置１１において、物質を吸着された残りのガス成分は、ダクト１６から送風ブロア１５により排ガスとして排出される。
【００４８】
このような物質の無害化処理装置における１号炉（放電分解炉）１は、上述したように、上段の放電部３０と下段の放電部３１共に、放電電極棒Ａ１〜Ａ７と電通棒Ｂ１〜Ｂ１０間、電通棒Ｂ１〜Ｂ１０同士および加重棒Ｃ１〜Ｃ５と電通棒Ｂ１〜Ｂ１０間よりそれぞれ間断なくアーク放電を発し、このアーク放電エネルギによる高火花高熱が発生されるが、電通棒Ｂ１〜Ｂ１０が回転しているため、アーク放電が炉面一杯に次々と起こり、しかも、下段の放電部３１の方が、電通棒Ｂ７〜Ｂ１０の回転速度が若干遅いため、緩やかに、処理対象物を熱分解化学することができる。また、電通棒Ｂ１〜Ｂ１０が回転しているため、処理対象物、特に、分解し難い土壌、石、炭素、陶器片などが下へと流れ易くなって停滞するおそれがなく、処理時間が速くなり、処理量の増加を図ることができるため、物質の無害化処理装置自体の処理量の増大を図ることができる。
【００４９】
さらに、電通棒Ｂ１〜Ｂ１０が丸棒状であるため、電通棒Ｂ１〜Ｂ１０の設置個数の増加を図っても、放電電極棒Ａ１〜Ａ７からの電通棒Ｂ１〜Ｂ１０への放電流が十分得られ、炉の容量の増大を図れ、より処理量の増大を図ることができる。
また、電通棒Ｂ１〜Ｂ１０に加重する加重棒Ｃ１〜Ｃ５を設けているので、電通棒Ｂ１〜Ｂ１０表面が消耗した場合には、加重棒Ｃ１〜Ｃ５が電通棒Ｂ１〜Ｂ１０に加重し、該電通棒Ｂ１〜Ｂ１０が極めて微少であるが、放電電極棒Ａ１〜Ａ７の方へ移動し、該放電電極棒Ａ１〜Ａ７と電通棒Ｂ１〜Ｂ１０との接触状態を維持し、アーク放電量を長期にわたり維持することができ、電通棒Ｂ１〜Ｂ１０の寿命を向上することができる。
【００５０】
さらに、放電電極棒Ａ１〜Ａ７、電通棒Ｂ１〜Ｂ１０および加重棒Ｃ１〜Ｃ５全てカーボンから構成して、材料の共通化を図るようにしたから、製作費用を低減することができ、コスト的に有利である。
【００５１】
さらに、回転手段を、モータ６０と、スプロケット６１およびチェーン６２などの動力伝達機構とを備えて構成したから、簡単に回転手段を形成できると共に、回転動作の信頼性を向上することができる。
【００５２】
さらに、電通棒Ｂ１〜Ｂ１０を回転駆動するべく、該電通棒Ｂ１〜Ｂ１０の両端部に連結される回転軸に、断電・断熱回転軸Ｆ１〜Ｆ２０を採用するようにした結果、電通棒Ｂ１〜Ｂ１０から発せられる高電流および高温の熱がモータ６０、スプロケット６１およびチェーン６２並びに放電電極棒Ａ１〜Ａ７への通電端子接続部分へと伝達されることがなく、これらの高電流および高温の熱による悪影響を阻止することができる。
【００５３】
しかも、上記の断電・断熱回転軸Ｆ１〜Ｆ２０は、互いに所定の間隔をもって同芯に対向して配設された２本のシャフト４０、４１を外筒４２で覆い、このシャフト４０、４１と外筒４２との間に耐火体４３を充填した構成であるから、形成が容易であると共に、間隔をもって同芯に対向して配設された２本のシャフト４０、４１によって、万全な断電性が得られると共に、充填された耐火体４３によって、万全な断熱性が得られ、その信頼形を向上することができる。
【００５４】
また、放電電極棒Ａ１〜Ａ７、電通棒Ｂ１〜Ｂ１０および加重棒Ｃ１〜Ｃ５を備えた放電部３０、３１を、上下の２段にわたり配設した結果、次のような特徴がある。
すなわち、上段の放電部３０で殆どの処理対象物は分子化されるが、上段の放電部３０において早く落下して処理が不十分であった残渣の再度にわたる分解・熱処理を下段の放電部３１で行うことで、１つの炉で２回の処理が行え、処理能力を高めることができる。
【００５５】
この場合、下段の放電部３１での残渣量は大幅に少ないため、本構成のように、通路部２３は、上側が大きく、下側が小さい略角錐形状にしてもなんら問題はなく、下段の放電部３１の放電電極棒Ａ５〜Ａ７、電通棒Ｂ７〜Ｂ１０および加重棒Ｃ４、Ｃ５の設置本数が少なくすることができる結果、コストダウンを図ることができる。
【００５６】
なお、本発明の放電分解炉にて処理することができる物質は、焼却灰、汚泥類に限らず油泥類（硫酸ピッチ、廃塗料、タンクスラッジ、写真廃液など）、ばいじん類（飛灰など）、廃酸、廃アルカリ、燃え殻（重油燃料灰、フライアッシュなど）、廃プラスチック、感染性使用済医療機器類および消耗品類、動物糞尿および解体残渣等で、特に注目は飛灰の無害化処理に有効である。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
放電分解炉として、処理量がかなり多くなり、物質の無害化処理装置に適用した場合には、装置全体の処理量の大幅な増大を図ることができる。特に、最終処理場における燃え殻、灰などを、本放電分解炉を適用した無害化処理装置により無害化することができるのは勿論のこと、例えば、残渣の６０〜７０％近くは分子分解して減量化することができ、各自治体などの最終処分場に有効的に採用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は、本発明に係る放電分解炉の構造の一実施形態である１号炉の内部の構成を示す概略的な正面図である。
【図２】図２は、同上の１号炉の概略的な平面図である。
【図３】図３は、図１中、ａ矢視の概略的な平面図である。その概略的な平面図である。
【図４】図４は、図２中、ｂ矢視の概略的な正面図である。
【図５】図５は、図２中、ｃ矢視の概略的な正面図である。
【図６】図６は、同上の１号炉の側面断面図である。
【図７】図７は、同上の１号炉におけるの断電・断熱回転軸の構成を示す側面図である。
【図８】図８は、同上の断電・断熱回転軸の製作方法を示す断面図である。
【図９】図９は、同上の１号炉および２号炉の外観を示す正面図である。
【図１０】図１０は、同上の１号炉の左側面図である。
【図１１】図１１は、その右側面図である。
【図１２】図１２は、本発明に係る放電分解炉の構造の他の実施形態である２号炉の内部の構成を示す概略的な正面図である。
【図１３】図１３は、同上の実施形態を物質の無害化処理装置に適用した例のシステム図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  １号炉
２１  炉本体
２３  通路部
２８  投入口
２９  排出口
３０  上段の放電部
Ａ１〜Ａ４  放電電極棒
Ｂ１〜Ｂ６  電通棒
Ｃ１〜Ｃ３  加重棒
３１  下段の放電部
Ａ５〜Ａ７  放電電極棒
Ｂ７〜Ｂ１０  電通棒
Ｃ４、Ｃ５  加重棒
Ｆ１〜Ｆ２０  断電・断熱回転軸
６０  モータ
６１  スプロケット
６２  チェーン
２  ２号炉
７０  上段の放電部
７１  下段の放電部
Ａ１〜Ａ３  放電電極棒
Ｂ１、Ｂ２  電通棒
Ｃ  加重棒
Ｃ１〜Ｃ７  加重棒
Ｄ  スプロケット
Ｄ２  スプロケット
Ｄ３  スプロケット
Ｄ４  スプロケット
Ｄ５  スプロケット
Ｅ  スプロケット
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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