(57)【要約】【課題】焼却炉からの排ガスを効率よく浄化できる排煙浄化装置、および焼却炉での焼却効率や作業効率の向上を図ることができる焼却装置を提供すること。【解決手段】焼却炉２０からの排ガスを熱分解する加熱煙道ユニット５０に、棒状または線状の複数の発熱体５４を、それぞれ煙道５５内のガスの流れ方向に直交または略直交する状態で設け、かつ、これらの複数の発熱体５４をガスの流れ方向について間隔を置いて複数の位置に分散配置する。なお、複数の発熱体５４は、煙道断面の全面または略全面を埋め尽くす状態で配置することが好ましい。また、焼却炉２０に電極棒２３Ａ，２３Ｂ〜２５Ａ，２５Ｂおよび板状の抵抗体３０を設けることにより、アーク放電によるガス化処理を行う。【選択図】  図２
2004232953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却炉から排出されるガスを浄化する排煙浄化装置であって、
前記焼却炉から排出される前記ガスを熱分解する加熱煙道ユニットを備え、
この加熱煙道ユニットの煙道内には、棒状または線状の複数の発熱体が、それぞれ前記煙道内の前記ガスの流れ方向に直交または略直交する状態で設けられ、
これらの複数の発熱体は、前記ガスの流れ方向について間隔を置いて複数の位置に分散配置されている
ことを特徴とする排煙浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の排煙浄化装置において、
前記複数の発熱体は、これらの発熱体の各中心線を煙道断面に投影したときに二本以上の投影線が形成される状態で配置されている
ことを特徴とする排煙浄化装置。
【請求項３】
請求項２に記載の排煙浄化装置において、
前記複数の発熱体の各々を前記煙道断面に投影して形成される各投影図形部分は、
前記煙道断面上の一方の端部に配置された前記発熱体により形成される投影図形部分から、前記煙道断面上の他方の端部に配置された前記発熱体により形成される投影図形部分までの間の全面または略全面を埋め尽くす状態となっている
ことを特徴とする排煙浄化装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の排煙浄化装置において、
前記ガスの流れ方向についての前記複数の各位置には、それぞれ複数の発熱体が設けられ、
隣接する二位置のうちの一方の位置に設けられた前記複数の発熱体の各中心線を前記煙道断面に投影したときに形成される各投影線と、他方の位置に設けられた前記複数の発熱体の各中心線を前記煙道断面に投影したときに形成される各投影線とは、重ならない状態となっている
ことを特徴とする排煙浄化装置。
【請求項５】
焼却炉から排出されるガスを浄化する排煙浄化装置であって、
前記焼却炉から排出される前記ガスを熱分解する加熱煙道ユニットを備え、
この加熱煙道ユニットの煙道内には、アーク放電を発生させる棒状の複数対の電極が、各対毎に向かい合わせの状態で、かつ、それぞれ前記煙道内の前記ガスの流れ方向に直交または略直交する状態で設けられ、
これらの複数対の電極は、前記ガスの流れ方向について間隔を置いて複数の位置に分散配置されている
ことを特徴とする排煙浄化装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の排煙浄化装置において、
前記加熱煙道ユニットを通過して前記発熱体による高熱で熱分解された前記ガスを冷却する冷却ユニットを備え、
この冷却ユニットの内部には、放熱フィンが設けられ、
前記冷却ユニットの流路断面積は、前記加熱煙道ユニットの前記煙道の発熱体設置部分の断面積よりも大きい
ことを特徴とする排煙浄化装置。
【請求項７】
請求項６に記載の排煙浄化装置において、
前記冷却ユニットの内部には、前記放熱フィンに支持された内筒管が設けられ、この内筒管には、内外を貫通する多数の貫通孔が設けられている
ことを特徴とする排煙浄化装置。
【請求項８】
請求項６に記載の排煙浄化装置において、
前記冷却ユニットの内部には、
前記放熱フィンに支持された内筒管と、
前記冷却ユニット内の前記ガスの流れ方向に直交する状態で前記内筒管の内側に配置された少なくとも一枚の板状の冷却用部材とが設けられ、
前記板状の冷却用部材には、表裏を貫通する多数の貫通孔が設けられている
ことを特徴とする排煙浄化装置。
【請求項９】
焼却炉を備えた焼却装置において、
前記焼却炉の内部には、焼却対象物質をガス化するためのアーク放電を発生させる少なくとも一対の電極と、これらの電極に接触する状態で配置された板状の抵抗体とが設けられ、
前記板状の抵抗体の表裏面の少なくとも一方の面には、凹凸が形成されている
ことを特徴とする焼却装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の焼却装置において、
前記凹凸は、互いに平行または略平行に形成された複数の溝であることを特徴とする焼却装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の焼却装置において、
前記凹凸は、前記板状の抵抗体の表側の面に互いに平行または略平行に形成された複数の溝、および前記板状の抵抗体の裏側の面に互いに平行または略平行に形成された複数の溝であり、
前記板状の抵抗体は、前記電極に接触する状態で前記電極の上側に配置され、
前記板状の抵抗体の上側には、前記板状の抵抗体に接触する状態で前記板状の抵抗体とは異なる形状の少なくとも一つの別の抵抗体が配置されている
ことを特徴とする焼却装置。
【請求項１２】
焼却炉を備えた焼却装置において、
前記焼却炉の内部には、焼却対象物質をガス化するためのアーク放電を発生させる少なくとも一対の電極が設けられ、
対になる電極同士は、互いに平行または略平行に配置され、
前記対になる電極の一方は、板状の抵抗体の側面からこの抵抗体の内部に挿入され、前記対になる電極の他方は、前記一方の電極が挿入された前記板状の抵抗体とは別の板状の抵抗体の側面からこの別の抵抗体の内部に挿入され、
前記一方の電極が挿入された前記板状の抵抗体と、前記他方の電極が挿入された前記別の板状の抵抗体とは、隣接配置されている
ことを特徴とする焼却装置。
【請求項１３】
請求項９〜１２のいずれかに記載の焼却装置において、
前記焼却炉から排出されるガスを浄化する排煙浄化装置として、請求項１〜８のいずれかに記載の排煙浄化装置を備えた
ことを特徴とする焼却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焼却炉から排出されるガスを浄化する排煙浄化装置、および焼却炉を備えた焼却装置に係り、例えば各種産業廃棄物や不要物等をガス化して処理する場合に利用できる。
【０００２】
【背景技術】
従来より、各種産業廃棄物や不要物等を処理する際には、焼却炉が用いられている。例えば、粉砕化等の前処理を行った焼却対象物質を焼却炉に投入し、焼却炉においてアーク放電による高熱でガス化する処理を行った後、さらに後流側で、アーク放電による高熱での熱分解処理および吸着剤による吸着処理を行う焼却装置がある（特許文献１参照）。この装置では、焼却炉において、電極間に球状、円柱状、多角柱状の複数個の抵抗体を配設することにより、アーク放電を行うようになっている。また、焼却炉の後流側で行う熱分解処理においても、略同様な方法で、電極間に球状、円柱状、棒状の複数個の抵抗体を配設することにより、アーク放電を行うようになっている。
【０００３】
また、近年では、科学技術の向上により、様々な化学系廃棄物や不要物が排出され、これに伴って焼却炉からの排ガス中にも、人体生命や動植物へ影響を及ぼす物質が含まれているおそれがある。さらに、燃焼温度が低いとダイオキシン類が発生するという問題もある。従って、このような焼却炉からの排ガス中に含まれるダイオキシン類等の有害物質を除去する装置として、ゼオライト等の吸着剤を用いた除去装置が多数提案されている（例えば、特許文献２〜４等参照）。
【０００４】
さらに、焼却炉からの排ガスを、放電部により高電圧を印加してイオン化した後、イオン化されたガス中の微量の有害物質を捕集部で捕集する有害物質除去装置もある（特許文献５参照）。この装置では、放電部において、コロナ放電の範囲での放電を行い、排ガス中に含まれる有害な微量成分を分解している。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３１７８８２号公報（段落［００２１］〜［００２３］、［００３３］、［００３９］、［００４４］〜［００４７］、図２、図５、請求項１１，１２）
【特許文献２】
特開平１０−２４９１５８号公報（段落［０００９］、［００２２］〜［００２６］、図１）
【特許文献３】
特開２０００−２４０９３２号公報（段落［００２０］〜［００２２］、図１）
【特許文献４】
特開平１１−１０４４５９号公報（段落［０００５］、図３、請求項１）
【特許文献５】
特開２０００−１８５２１４号公報（段落［００１３］〜［００１７］、図１〜図５）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した特許文献１に記載された装置では、焼却炉においてアーク放電によるガス化処理を行う際には、電極間に球状、円柱状、多角柱状の複数個の抵抗体を配設するので、次のような問題が生じる。すなわち、アーク放電を行っていると、時間の経過とともに抵抗体が消耗し、抵抗体同士の接触が保たれなくなってスパークが発生しにくくなるので、これを回避するために、焼却炉内の抵抗体を攪拌しなければならず、また、攪拌時に焼却炉を一時停止させる必要もあり、手間がかかるという問題があった。
【０００７】
また、特許文献１に記載された装置では、焼却炉の後流側でアーク放電による熱分解処理を行っているが、この処理は、焼却炉におけるアーク放電によるガス化処理の場合と略同様に、電極間に球状、円柱状、棒状の複数個の抵抗体を配設して行われるので、装置が大型化、複雑化するという問題があるうえ、さらにその後流側での冷却処理が不充分である。
【０００８】
そして、前述した特許文献２〜４に記載された装置では、ゼオライト等の吸着剤を用いて有害物質の除去処理を行っているが、このようなゼオライト等の吸着剤による吸着処理だけでは、焼却炉からの排ガス中に含まれる有害物質の除去処理としては不充分である。
【０００９】
さらに、前述した特許文献５に記載された装置では、放電部で高電圧を印加してコロナ放電により排ガス中に含まれる有害な微量成分を分解しているが、排ガスが通過する筒状体の内部に、放電極および対電極を複雑に配置しなければならないので、装置構成が複雑化し、製造に手間がかかるという問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、焼却炉からの排ガスを効率よく浄化することができる排煙浄化装置、および焼却炉での焼却効率や作業効率の向上を図ることができる焼却装置を提供するところにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、焼却炉から排出されるガスを浄化する排煙浄化装置であって、焼却炉から排出されるガスを熱分解する加熱煙道ユニットを備え、この加熱煙道ユニットの煙道内には、棒状または線状の複数の発熱体が、それぞれ煙道内のガスの流れ方向に直交または略直交する状態で設けられ、これらの複数の発熱体は、ガスの流れ方向について間隔を置いて複数の位置に分散配置されていることを特徴とするものである。
【００１２】
ここで、「複数の発熱体」は、全てが互いに平行または略平行に設けられていてもよく、あるいは互いに交差する方向に設けられた発熱体が含まれる配置（例えば、煙道断面に投影したときに十字状、Ｘ字状、格子状になるような直交方向の配置、米字状になるような放射方向の配置等）としてもよい。但し、構成の簡易化等の観点からは、全てが互いに平行または略平行に設けられていることが好ましい。
【００１３】
また、「棒状」の発熱体には、例えば、丸棒状、角棒状、楕円棒状等、任意の断面形状のものが含まれ、さらに、棒の太さや断面形状は、棒の各断面において一定であってもよく、変化してもよい。但し、構成の簡易化、製造や調達の容易化等の観点から、丸棒状の発熱体であることが好ましく、また、棒の太さや断面形状は、棒の各断面において一定であることが好ましい。
【００１４】
このような本発明の排煙浄化装置においては、加熱煙道ユニットの煙道内に複数の発熱体を設け、さらにこれらの複数の発熱体を、ガスの流れ方向について間隔を置いて複数の位置に分散配置するので、焼却炉から排出されたガスを、これらの発熱体による高温下に必要時間置くことが可能となる。このため、排ガス中に含まれる有害物質は、高温下で熱分解され、これにより排ガスは、ダイオキシン類等の有害物質の少ない改質ガスとなる。
【００１５】
また、煙道に複数の発熱体を間隔を置いて設けるだけでよいので、装置の小型化、製造の容易化を図ることが可能となる。このため、前述した特許文献１に記載された装置のように、焼却炉の後流側で、電極間に球状、円柱状、棒状の複数個の抵抗体を配設し、アーク放電による熱分解処理を行う場合に比べ、装置を小型化できるうえ、製造も容易になる。さらに、前述した特許文献５に記載された装置のように、放電部に放電極および対電極を複雑に配置し、高電圧を印加してコロナ放電を行う場合に比べても、装置構成の簡易化、製造の容易化が図られ、これらにより前記目的が達成される。
【００１６】
そして、前述した排煙浄化装置において、複数の発熱体は、これらの発熱体の各中心線を煙道断面に投影したときに二本以上の投影線が形成される状態で配置されていることが望ましい。
【００１７】
ここで、「二本以上の投影線が形成される状態」とは、全ての投影線が重なって一本の線になってしまうことのない状態という意味であり、「二本以上の投影線」は、互いに平行または略平行でもよく、交差していてもよいが、構成の簡易化等の観点からは、互いに平行または略平行であることが好ましい。
【００１８】
このように複数の発熱体の各中心線により二本以上の投影線が形成される構成とした場合には、ガスの流れ方向のみならず、煙道断面上で見たときにも、複数の発熱体が分散配置される状態となる。このため、ムラの無い高温環境を作り出すことができるので、煙道を通過する焼却炉からの排ガス中の有害物質を、より一層確実に熱分解することが可能となる。
【００１９】
さらに、上記のように複数の発熱体の各中心線により二本以上の投影線が形成される構成とした場合において、複数の発熱体の各々を煙道断面に投影して形成される各投影図形部分は、煙道断面上の一方の端部に配置された発熱体により形成される投影図形部分から、煙道断面上の他方の端部に配置された発熱体により形成される投影図形部分までの間の全面または略全面を埋め尽くす状態となっていることが望ましい。
【００２０】
このように複数の発熱体を煙道断面の全面または略全面を埋め尽くす状態で配置した場合（例えば、後述する図７、図８、図１５、図１６の場合等）には、焼却炉からの排ガスは、煙道断面のいずれの位置を通過しても、発熱体の近傍を通過するようになる。このため、より一層ムラの無い高温環境を作り出すことができるので、焼却炉からの排ガス中の有害物質を、さらにより一層確実に熱分解することが可能となる。
【００２１】
また、前述した排煙浄化装置において、ガスの流れ方向についての複数の各位置には、それぞれ複数の発熱体が設けられ、隣接する二位置のうちの一方の位置に設けられた複数の発熱体の各中心線を煙道断面に投影したときに形成される各投影線と、他方の位置に設けられた複数の発熱体の各中心線を煙道断面に投影したときに形成される各投影線とは、重ならない状態となっていることが望ましい。
【００２２】
このようにガスの流れ方向についての複数の各位置にそれぞれ複数の発熱体をずらして配置した場合（例えば、後述する図７、図８の場合等）には、ムラの無い高温環境を容易に作り出すことが可能となり、焼却炉からの排ガス中の有害物質を、より確実に熱分解することができる環境を容易に実現できる。
【００２３】
また、本発明は、焼却炉から排出されるガスを浄化する排煙浄化装置であって、焼却炉から排出されるガスを熱分解する加熱煙道ユニットを備え、この加熱煙道ユニットの煙道内には、アーク放電を発生させる棒状の複数対の電極が、各対毎に向かい合わせの状態で、かつ、それぞれ煙道内のガスの流れ方向に直交または略直交する状態で設けられ、これらの複数対の電極は、ガスの流れ方向について間隔を置いて複数の位置に分散配置されていることを特徴とするものである。
【００２４】
このような本発明の排煙浄化装置においては、前述した複数の発熱体を加熱煙道ユニットに設ける発明の場合と同様な作用・効果が得られる。なお、複数対の電極についての煙道断面上における配置（煙道断面に投影したときの配置状態）としては、前述した複数の発熱体の場合と同様な配置を採用することができる。つまり、前述した複数の発熱体の一本一本を、それぞれ一対の電極に置き換えればよい。
【００２５】
さらに、以上に述べた排煙浄化装置において、加熱煙道ユニットを通過して発熱体による高熱で熱分解されたガスを冷却する冷却ユニットを備え、この冷却ユニットの内部には、放熱フィンが設けられ、冷却ユニットの流路断面積は、加熱煙道ユニットの煙道の発熱体設置部分の断面積よりも大きいことが望ましい。
【００２６】
このように放熱フィンを有する冷却ユニットを備えた構成とした場合には、放熱フィンによる放熱効果が得られるうえ、冷却ユニットでの流路断面積の拡大に伴ってガスの流速が減少するので、流れの進行方向への伝熱量に対し、放熱フィンや流路の壁面等への伝熱量が多くなる。このため、加熱煙道ユニットを通過して高熱で熱分解されたガスの温度を、大気中に放出されるまでに、所定の温度まで降下させることが可能となる。
【００２７】
そして、上記のように放熱フィンを有する冷却ユニットを備えた構成とした場合において、冷却ユニットの内部には、放熱フィンに支持された内筒管が設けられ、この内筒管には、内外を貫通する多数の貫通孔が設けられていることが望ましい。
【００２８】
ここで、「内筒管」は、円筒、角筒、楕円筒等、任意の断面形状でよく、要するに筒状であればよい。また、内筒管を多重に配置して多重管としてもよい。
【００２９】
このように冷却ユニットに多数の貫通孔を有する内筒管を設けた場合（例えば、後述する図９、図１０の場合等）には、内筒管の内外を流れるガスの熱が、内筒管から放熱フィンへと伝わって放熱される。また、多数の貫通孔をガスが通過することにより、内筒管に接触するガスの量が多くなり、内筒管による放熱効果が助長される。このため、冷却ユニットの冷却効果が向上する。
【００３０】
また、前述したように放熱フィンを有する冷却ユニットを備えた構成とした場合において、冷却ユニットの内部には、放熱フィンに支持された内筒管と、冷却ユニット内のガスの流れ方向に直交する状態で内筒管の内側に配置された少なくとも一枚の板状の冷却用部材とが設けられ、板状の冷却用部材には、表裏を貫通する多数の貫通孔が設けられていることが望ましい。なお、ここでいう「内筒管」についても、内外を貫通する多数の貫通孔を設けてもよい。
【００３１】
このように冷却ユニットに内筒管および多数の貫通孔を有する板状の冷却用部材を設けた場合（例えば、後述する図１３、図１４の場合等）には、内筒管の内外を流れるガスの熱が、内筒管から放熱フィンへと伝わって放熱されるとともに、内筒管の内側のガスの熱は、板状の冷却用部材からも内筒管を介して放熱フィンへと伝わって放熱される。また、板状の冷却用部材の存在により、内筒管の内側のガスの流速は減少し、かつ、流速分布が均一化されるので、板状の冷却用部材および内筒管からの放熱効果が、より一層得られるようになる。
【００３２】
なお、以上に述べた本発明の排煙浄化装置は、新設の焼却装置の焼却炉の後流側に設置されるだけではなく、既設の焼却炉に後付けで設置することもできる。
【００３３】
また、本発明は、焼却炉を備えた焼却装置において、焼却炉の内部には、焼却対象物質をガス化するためのアーク放電を発生させる少なくとも一対の電極と、これらの電極に接触する状態で配置された板状の抵抗体とが設けられ、板状の抵抗体の表裏面の少なくとも一方の面には、凹凸が形成されていることを特徴とするものである。
【００３４】
ここで、「板状の抵抗体」の材質は、カーボングラファイトが好適であるが、その他に、例えば、黒鉛、炭化珪素等を採用できる。
【００３５】
また、「板状の抵抗体」は、複数枚重ねて配置してもよく、あるいは平面的に分割して配置してもよい。
【００３６】
さらに、「表裏面の少なくとも一方の面」であるから、「凹凸」は必ずしも表裏両面に形成されている必要はなく、一方の面だけに形成してもよいが、より多くのスパークを発生させて、より効率の良い焼却処理を行うという観点から、あるいは「板状の抵抗体」の上側に別の抵抗体を載置する場合等には、表裏両面に凹凸を形成することが好ましい。
【００３７】
このような本発明の焼却装置（例えば、後述する図３の場合等）においては、電極と板状の抵抗体との間、あるいは板状の抵抗体に形成された凹凸の部分で、アーク放電のスパークが発生する。従って、アーク放電を継続的に行っていくうちに、板状の抵抗体がその表面から消耗していっても、板状の抵抗体が全体的に薄くなるか、または凹凸形状が若干変化するだけであり、スパークの発生条件としての抵抗体の配置条件は保持されたままである。
【００３８】
このため、前述した特許文献１に記載された装置のように、電極間に球状、円柱状、多角柱状の複数個の抵抗体を配設する場合に比べ、焼却炉内の抵抗体を攪拌することにより抵抗体同士の接触を保つようにしてスパークの発生条件を確保するという作業、あるいはその作業に伴う焼却炉の一時停止を行う必要がなくなるので、焼却炉での作業の手間が軽減される。
【００３９】
また、抵抗体が消耗して小さくなり、抵抗体同士の接触が保てなくなった結果、スパークが発生しにくくなるという事態も回避されるので、より確実にスパークを発生させ、効率の良い焼却処理を行うことができるようになり、これらにより前記目的が達成される。
【００４０】
さらに、前述した焼却装置において、「凹凸」としては、互いに平行または略平行に形成された複数の溝、格子状に形成された溝、複数の穴（穴の形状は、円形、四角形等、任意であり、貫通孔としてもよい。）等を採用することができるが、製造容易化等の観点から、互いに平行または略平行に形成された複数の溝とすることが好ましい。
【００４１】
そして、前述した焼却装置において、凹凸は、板状の抵抗体の表側の面に互いに平行または略平行に形成された複数の溝、および板状の抵抗体の裏側の面に互いに平行または略平行に形成された複数の溝であり、板状の抵抗体は、電極に接触する状態で電極の上側に配置され、板状の抵抗体の上側には、板状の抵抗体に接触する状態で板状の抵抗体とは異なる形状の少なくとも一つの別の抵抗体が配置されていることが望ましい。
【００４２】
ここで、「別の抵抗体」の形状は、例えば、直方体状、立方体状、塊状、三角錐状、四角錐状、円柱状、円錐状、半球状、あるいはこれらに空洞部を設けた形状等、任意であり、板状の抵抗体の上側に載置できればよい。
【００４３】
また、「板状の抵抗体の表側の面に互いに平行または略平行に形成された複数の溝」の長手方向と、「板状の抵抗体の裏側の面に互いに平行または略平行に形成された複数の溝」の長手方向とは、互いに交差する方向（例えば、直交する方向等）とされていてもよく、あるいは平行または略平行な方向とされていてもよいが、抵抗体の強度確保等の観点からは、互いに交差する方向とされていることが好ましい。
【００４４】
このように電極の上側に板状の抵抗体を載置し、さらにその上側に別の抵抗体を載置する構成とした場合（後述する図４の場合等）には、電極と板状の抵抗体との間、板状の抵抗体の表裏両面に形成された凹凸の部分、あるいは板状の抵抗体と別の抵抗体との間で、スパークを発生させることができるので、より一層効率の良い焼却処理が実現される。
【００４５】
また、本発明は、焼却炉を備えた焼却装置において、焼却炉の内部には、焼却対象物質をガス化するためのアーク放電を発生させる少なくとも一対の電極が設けられ、対になる電極同士は、互いに平行または略平行に配置され、対になる電極の一方は、板状の抵抗体の側面からこの抵抗体の内部に挿入され、対になる電極の他方は、一方の電極が挿入された板状の抵抗体とは別の板状の抵抗体の側面からこの別の抵抗体の内部に挿入され、一方の電極が挿入された板状の抵抗体と、他方の電極が挿入された別の板状の抵抗体とは、隣接配置されていることを特徴とするものである。
【００４６】
ここで、隣接配置された「一方の電極が挿入された板状の抵抗体」および「他方の電極が挿入された別の板状の抵抗体」の上側の面には、凹凸を形成しておくことが好ましいが、これらの隣接配置された板状の抵抗体の上側に架け渡されるさらに別の板状の抵抗体の下側の面に凹凸が形成されている場合等には、凹凸の形成を省略してもよい。
【００４７】
このような本発明の焼却装置（例えば、後述する図１１、図１２の場合等）においては、隣接配置された板状の抵抗体同士の対向側面間で、アーク放電のスパークが発生する。また、これらの隣接配置された板状の抵抗体の上側に、これらに架け渡される状態で、さらに別の板状の抵抗体（表裏面の少なくとも一方の面に、凹凸が形成されているもの）を載置すれば、隣接配置された板状の抵抗体とこれらの上側に架け渡された板状の抵抗体との間、あるいは架け渡された板状の抵抗体に形成された凹凸の部分でも、スパークが発生する。
【００４８】
従って、アーク放電を継続的に行っていくうちに、板状の抵抗体がその表面から消耗していっても、板状の抵抗体が全体的に薄くなるか、または凹凸形状が若干変化するだけであり、スパークの発生条件としての抵抗体の配置条件は保持されたままである。
【００４９】
このため、前述した特許文献１に記載された装置のように、電極間に球状、円柱状、多角柱状の複数個の抵抗体を配設する場合に比べ、焼却炉内の抵抗体を攪拌することにより抵抗体同士の接触を保つようにしてスパークの発生条件を確保するという作業、あるいはその作業に伴う焼却炉の一時停止を行う必要がなくなるので、焼却炉での作業の手間が軽減される。
【００５０】
また、抵抗体が消耗して小さくなり、抵抗体同士の接触が保てなくなった結果、スパークが発生しにくくなるという事態も回避されるので、より確実にスパークを発生させ、効率の良い焼却処理を行うことができるようになり、これらにより前記目的が達成される。
【００５１】
そして、以上に述べた本発明の焼却装置における焼却炉と、前述した本発明の排煙浄化装置とを組み合わせた構成を有する焼却装置としてもよく、このような構成の焼却装置とした場合には、焼却炉での焼却効率や作業効率の向上を図ることができ、かつ、焼却炉からの排ガスを効率よく浄化することができる焼却装置が実現される。
【００５２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態の焼却装置１０の全体構成を示す平面図である。図２は、焼却装置１０の全体構成を示す展開立面図である。図３は、焼却炉２０の縦断面図であり、図４〜図６、および図１８は、それぞれ焼却炉２０の構成要素を示す分解斜視図、平面配置図、拡大斜視図、および拡大断面図である。図７および図８は、加熱煙道ユニット５０の発熱体設置部分の縦断面図である。図９および図１０は、冷却ユニット７０の水平断面図および縦断面図である。
【００５３】
図１および図２において、焼却装置１０は、上流側から、アーク放電により焼却対象物質のガス化処理を行う焼却炉２０と、焼却炉２０からの排ガスの熱分解処理を行う加熱煙道ユニット５０と、加熱煙道ユニット５０を通過したガス中に含まれる有害物質等の除去すべき成分の除去処理を行う吸着ユニット６０と、加熱煙道ユニット５０を通過した高温ガスの冷却処理を行う冷却ユニット７０と、ガス中の塵埃を取り除く処理を行う集塵塔８０とを備えて構成されている。
【００５４】
なお、上記の焼却装置１０の各構成要素のうち焼却炉２０以外の構成要素、すなわち加熱煙道ユニット５０、吸着ユニット６０、冷却ユニット７０、および集塵塔８０により、焼却炉２０から排出されるガスを浄化する排煙浄化装置１１が構成されている。
【００５５】
図３において、焼却炉２０の炉壁２１は、例えば耐熱性コンクリートであるキャスタブル等で構成されている。この炉壁２１には、焼却対象物質を炉内に投入するための複数のパイプ２２が、炉壁２１の内壁面に対して斜めになる状態で、つまり炉の中心を外す向きに設けられ、これにより前処理を経て粉状や微粒子状等とされた焼却対象物質は、これらのパイプ２２から炉内に噴出されて炉内で渦を巻き、その間に炉内の高温雰囲気下でガス化されるようになっている。
【００５６】
図３および図４において、炉床部分には、複数対（本実施形態では、一例として３対とする。）のアーク放電用の電極棒２３Ａ，２３Ｂ〜２５Ａ，２５Ｂと、この上側に配置された板状の抵抗体３０と、この板状の抵抗体３０の上側に配置された１個または複数個の別の抵抗体４０，４１，４２等と、これらの別の抵抗体４０，４１，４２等の上側に配置された抵抗体保護用マット２６とが設けられている。また、図３中の二点鎖線で示す如く、板状の抵抗体３０の下側には、電極棒２３Ａ，２３Ｂ〜２５Ａ，２５Ｂとの干渉を避ける状態で、台座２８が設けられている。
【００５７】
図５に示すように、各電極棒２３Ａ，２３Ｂ〜２５Ａ，２５Ｂは、平行に配置されるとともに、焼却炉２０を貫通する長さを有し、これらの両端部が、炉壁２１の外側に出るように配置されている。各電極棒２３Ａ，２４Ａ，２５Ａは、マイナスの電極であり、各電極棒２３Ｂ，２４Ｂ，２５Ｂは、プラスの電極である。また、炉壁２１の外側には、プラスの電極棒２３Ｂ，２４Ｂ，２５Ｂと、マイナスの電極棒２３Ａ，２４Ａ，２５Ａとの間にそれぞれ挟まれる状態で、絶縁体２７が設けられ、これにより極性の異なる電極間の距離が規定されている。
【００５８】
各電極棒２３Ａ，２３Ｂ〜２５Ａ，２５Ｂの材質としては、例えばモリブデンやタングステン等が好適であるが、炉内の部分と炉外の部分とを別の材質により構成してもよく、例えば、比較的高価なモリブデンを炉内の部分に用い、炉外の部分には、ステンレスやタングステン等の特殊鋼を用い、ねじ等により接続してもよい。
【００５９】
なお、電極の個数や配置は、図示の例に限定されるものではなく、例えば、焼却炉２０を貫通する長さを有する電極棒を用いるのではなく、炉内の途中の位置までしか届かない長さのプラス極性およびマイナス極性の電極棒を用意し、これらを向い合わせに配置してもよく、要するに、板状の抵抗体３０を載置できる配置であればよい。
【００６０】
図３、図４、および図６に示すように、板状の抵抗体３０は、各電極棒２３Ａ，２３Ｂ〜２５Ａ，２５Ｂに接触する状態で、各電極棒２３Ａ，２３Ｂ〜２５Ａ，２５Ｂの上側に載置されている。板状の抵抗体３０の上面３１には、複数の溝３２が互いに平行に形成され、下面３３には、複数の溝３４が互いに平行に形成されている。なお、図示の状態では、上面３１の複数の溝３２と、下面３３の複数の溝３４とは、直交方向の配置とされているが、板状の抵抗体３０の板厚を大きくする等により、強度確保上の問題を解消できれば、上下の溝３２，３４は、同じ方向に形成してもよい。
【００６１】
板状の抵抗体３０の材質としては、カーボングラファイトが好適であるが、その他に、例えば、黒鉛、炭化珪素等を採用できる。
【００６２】
図４の例では、板状の抵抗体３０の上側に載置する別の抵抗体として、直方体状の抵抗体４０と、立方体状の抵抗体４１と、内部に空洞部を有する角錐状の抵抗体４２とが示されているが、これらの形状の抵抗体に限定されるものではなく、要するに、板状の抵抗体３０の上側に載置できるものであればよい。また、同じ形状の抵抗体（例えば、角錐状の抵抗体４２のみ）を載置してもよく、異なる形状の抵抗体（例えば、抵抗体４０〜４２）を混在させて載置してもよい。なお、これらの別の抵抗体４０〜４２等の材質は、板状の抵抗体３０と同じとしてもよく、異なっていてもよい。さらに、これらの別の抵抗体４０〜４２等の載置を省略してもよいが、より多くのスパークを発生させ、より効率の良い焼却処理を行うという観点から、別の抵抗体４０〜４２等を載置することが好ましい。
【００６３】
図６において、アーク放電のスパークが発生し得る箇所としては、例えば、（１）各電極棒２３Ａ，２３Ｂ〜２５Ａ，２５Ｂと板状の抵抗体３０との接触箇所Ｐ、（２）板状の抵抗体３０の下面３３の溝３４の底面３４Ａや側面３４Ｂ，３４Ｃと各電極棒２３Ａ，２３Ｂ〜２５Ａ，２５Ｂとの間、（３）溝３４の底面３４Ａや側面３４Ｂ，３４Ｃ同士の間、（４）別の抵抗体４０，４１，４２等と板状の抵抗体３０との接触箇所Ｑ、（５）板状の抵抗体３０の上面３１の溝３２の底面３２Ａや側面３２Ｂ，３２Ｃと別の抵抗体４０，４１，４２等との間、（６）溝３２の底面３２Ａや側面３２Ｂ，３２Ｃ同士の間等が挙げられる。
【００６４】
図３および図４において、抵抗体保護用マット２６は、例えば石等の固形物が上から落下してきたときに、これを受け止めて下側に配置された板状の抵抗体３０を保護し、板状の抵抗体３０の損傷を防止する目的で設けられている。抵抗体保護用マット２６は、例えば、タングステン、チタン、あるいはこれらの組合せ等により構成されている。
【００６５】
図１８には、台座２８の拡大断面図が示されている。台座２８は、板状の抵抗体３０のうち電極棒２３Ａ，２３Ｂ〜２５Ａ，２５Ｂと接触しない部分を、下方から支持する状態で設けられている。従って、台座２８は、電極棒２３Ａ，２３Ｂ〜２５Ａ，２５Ｂの落下物等による衝撃損傷を防止し、あるいは過大な荷重がかかることを回避し、電極棒２３Ａ，２３Ｂ〜２５Ａ，２５Ｂを保護する目的で設けられている。また、台座２８は、例えば、多孔２８Ａを有するキャスタブル等の耐熱性コンクリートで形成されている。多孔２８Ａは、台座２８が、最大３３００℃程度となる炉心温度を受ける場所に配置されることから必要となり、これにより冷却効果を得ることができる。多孔２８Ａは、規則的に設けてもよく、不規則に設けてもよく、サイズについても、大小様々としてもよく、全て同じ大きさとしてもよい。なお、多孔２８Ａを有するキャスタブル等の耐熱性コンクリートの代わりに、例えば、陶木（天然の木材を不燃加工した溶融点７８００℃程度のもの）を用いてもよく、この場合にも、溶融点が７８００℃程度であることから同様な効果を得ることができ、また、木材であるがキャスタブル以上に耐熱性に富み、穴あけ・削り等の加工も容易に行うことができる。さらに、多孔２８Ａを有するキャスタブル等の耐熱性コンクリートの代わりに、例えば、多孔耐火煉瓦を用いてもよく、この場合にも、多孔を有することから同様な効果を得ることができる。なお、台座２８の形状は、図示の形状に限定されるものではなく、電極棒２３Ａ，２３Ｂ〜２５Ａ，２５Ｂとの配置干渉を起こさない形状であればよい。
【００６６】
図１および図２において、加熱煙道ユニット５０は、流路断面を絞る接続ダクト２７を介して焼却炉２０に接続された第１煙道ダクト５１と、この第１煙道ダクト５１の後流側に接続された煙道コーナーダクト５２と、この煙道コーナーダクト５２の後流側に接続された第２煙道ダクト５３とを備えて構成されている。
【００６７】
第１煙道ダクト５１、煙道コーナーダクト５２、および第２煙道ダクト５３の各内部には、キャスタブル等の耐熱性コンクリートで囲まれた煙道５５が形成されている。第１煙道ダクト５１内および第２煙道ダクト５３内の各煙道５５には、棒状または線状（本実施形態では、一例として棒状とする。）の複数の発熱体５４が設けられ、これにより煙道５５を通過する排ガスを高温雰囲気下に置き、排ガス中に含まれるダイオキシン類等の有害物質を熱分解して改質ガスとするようになっている。これらの複数の発熱体５４は、それぞれ煙道５５内のガスの流れ方向（図７の矢印Ｎの方向）に直交する状態で設けられ、かつ、ガスの流れ方向について間隔を置いて複数の位置（本実施形態では、一例として第１煙道ダクト５１での４位置、第２煙道ダクト５３での４位置の合計８位置とする。）に分散配置されている。なお、焼却炉２０の容量等に応じ、第１煙道ダクト５１または第２煙道ダクト５３のいずれか一方の発熱体５４の設置を省略してもよい。
【００６８】
発熱体５４としては、例えば、炭化珪素発熱体であるエレマ発熱体（商品名）等が好適である。また、タングステン線等を用いてもよい。
【００６９】
図７および図８は、第１煙道ダクト５１および第２煙道ダクト５３における発熱体５４の設置部分の縦断面図であり、図７には、煙道５５内のガスの流れ（図中の矢印Ｎ）に沿う方向の断面が示され、一方、図８には、煙道５５内のガスの流れに直交する断面（流路断面）が示されている。図８は、図７のＡ−Ａ線断面図である。
【００７０】
図７に示すように、第１煙道ダクト５１および第２煙道ダクト５３には、それぞれの最も上流側の位置に、複数（３つ）の発熱体５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃが設けられ、その下流側の位置に、複数（３つ）の発熱体５４Ｄ，５４Ｅ，５４Ｆが設けられ、さらにその下流側の位置に、複数（３つ）の発熱体５４Ｇ，５４Ｈ，５４Ｊが設けられ、最も下流側の位置に、複数（３つ）の発熱体５４Ｋ，５４Ｌ，５４Ｍが設けられている。そして、これらの各発熱体５４（５４Ａ〜５４Ｍ）の設置部分では、各煙道５５の流路断面が絞られて狭くなっている。
【００７１】
図８に示すように、複数の発熱体５４（５４Ａ〜５４Ｍ）は、全て第１煙道ダクト５１および第２煙道ダクト５３を貫通する長さを有し、各煙道５５の左右両側の側面５５Ａ，５５Ｂ間を架け渡される状態で設けられている。そして、ダクト５１，５３の外部に露出している各発熱体５４の左右両端部をプラス、マイナスに繋いで通電することにより、各発熱体５４で高熱を発生させるようになっている。
【００７２】
また、複数の発熱体５４（５４Ａ〜５４Ｍ）は、いわゆる千鳥状に配置されている。すなわち、上流側の隣接２位置について見ると、発熱体５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃの各中心線を煙道断面に投影したときに形成される各投影線（３本の投影線）と、発熱体５４Ｄ，５４Ｅ，５４Ｆの各中心線を煙道断面に投影したときに形成される各投影線（３本の投影線）とは、重ならずに上下方向にずれている。従って、合計６本の投影線が形成されている。また、下流側の隣接２位置の発熱体５４Ｇ，５４Ｈ，５４Ｊと、発熱体５４Ｋ，５４Ｌ，５４Ｍとの上下方向の位置関係も同様である。
【００７３】
さらに、上流側の隣接２位置に設けられた各発熱体５４Ａ〜５４Ｆについて見ると、発熱体５４Ａ〜５４Ｆの各々を煙道断面に投影して形成される各投影図形部分（本実施形態では、それぞれ細長い長方形部分となる。）は、煙道断面上の一方の端部（煙道５５の最も上面５５Ｃ寄りの位置）に配置された発熱体５４Ａにより形成される投影図形部分から、煙道断面上の他方の端部（煙道５５の最も下面５５Ｄ寄りの位置）に配置された発熱体５４Ｆにより形成される投影図形部分までの間の全面または略全面を埋め尽くす状態となっている。なお、最も上側の発熱体５４Ａと煙道５５の上面５５Ｃとの間、および最も下側の発熱体５４Ｆと煙道５５の下面５５Ｄとの間には、それぞれ寸法Ｈの隙間が形成されている。具体的には、寸法Ｈは、例えば１０ｍｍ程度等であり、各発熱体５４Ａ〜５４Ｆの直径Ｄは、例えば２５ｍｍ程度等である。以上は、下流側の隣接２位置に設けられた各発熱体５４Ｇ〜５４Ｍについても同様である。
【００７４】
図１および図２において、吸着ユニット６０は、本実施形態では、加熱煙道ユニット５０に接続される上流側の第１吸着塔６１と、この第１吸着塔６１の下流側に接続された第２吸着塔６２とを備えて構成されている。これらの第１吸着塔６１および第２吸着塔６２には、それぞれゼオライトや活性炭等の吸着剤６３が充填され、これにより加熱煙道ユニット５０からのガス中に含まれる有害物質等の化学的に除去すべき成分が全て除去されるようになっている。第１吸着塔６１および第２吸着塔６２を含む吸着ユニット６０の各壁面は、キャスタブル等の耐熱性コンクリートで形成されている。また、第１吸着塔６１および第２吸着塔６２は、空洞部を有しているため、冷却塔の機能も同時に備えている。なお、焼却炉２０の容量や排ガスの状態等に応じ、第２吸着塔６２の設置を省略してもよい。
【００７５】
冷却ユニット７０は、吸着ユニット６０に接続された上流側の第１冷却塔７１と、この第１冷却塔７１の下流側に接続された第２冷却塔７２と、この第２冷却塔７２の下流側に接続された第３冷却塔７３とを備えて構成されている。第１冷却塔７１、第２冷却塔７２、および第３冷却塔７３には、それぞれ空洞部が形成され、かつ、これらの冷却塔７１，７２，７３の流路断面積は、加熱煙道ユニット５０の発熱体５４の設置部分の煙道断面積よりも大きくなっている。
【００７６】
第１冷却塔７１の内部には、誘導ファン７４が設けられ、上流の吸着ユニット６０へのガスの流入を促進し、過剰な滞留を防止するとともに、下流の第２冷却塔７２へのガスの誘導を行っている。第２冷却塔７２の内部は、空洞部のみとなっている。なお、第１冷却塔７１、第２冷却塔７２、および第３冷却塔７３の各壁面は、外気との熱交換を促進するため、例えば鉄板等により形成され、キャスタブル等の耐熱性コンクリートは設けられていない。
【００７７】
図９には、第３冷却塔７３の要部の水平断面図（図１０のＣ−Ｃ線断面図）が示され、図１０には、その縦断面図（図９のＢ−Ｂ線断面図）が示されている。第３冷却塔７３の内部には、内壁面から立設された複数枚（本実施形態では、一例として４枚とする。）の放熱フィン７６と、これらの放熱フィン７６に支持された例えば円筒状の内筒管７７とが設けられている。内筒管７７には、内外を貫通する多数の貫通孔７８が設けられている。第３冷却塔７３の壁面は、例えば鉄板等により形成されているが、放熱フィン７６および内筒管７７は、例えばアルミニウム合金等により形成されている。
【００７８】
また、第３冷却塔７３の内部には、これらの放熱フィン７６および内筒管７７の下流側に送風ファン７５が設けられ、第３冷却塔７３へのガスの流入を促進し、過剰な滞留を防止するとともに、下流の集塵塔８０へガスを送っている。
【００７９】
図１および図２において、集塵塔８０は、冷却ユニット７０の第３冷却塔７３の下流側に接続されている。この集塵塔８０の内部には、固形物を機械的に除去するための集塵用のフィルタ８１と、フィルタ８１を通った清浄なガスを大気中に放出する排気ファン８２とが設けられている。
【００８０】
このような本実施形態においては、以下のようにして焼却装置１０を用いて焼却対象物質の焼却処理およびその後の排煙浄化処理が行われる。
【００８１】
先ず、各種産業廃棄物や不要物等を前処理して粉状や微粒子状等とした後、焼却炉２０において、これらの粉状や微粒子状等とされた焼却対象物質をパイプ２２から投入し、アーク放電による高熱でガス化処理を行う（図３参照）。この際、炉床の中心温度は、約２６００〜３３００℃程度に制御され、炉内の雰囲気の温度は、約９５０〜１２００℃程度等となる。
【００８２】
次に、焼却炉２０から排出されたガスは、加熱煙道ユニット５０において、発熱体５４による高熱で熱分解処理され、これによりダイオキシン類等の有害物質を含む排ガスが改質される（図２、図７参照）。この際、発熱体５４の表面温度は、約１４００℃程度に制御され、煙道５５の雰囲気の温度は、約１３００〜１３５０℃程度等となる。また、煙道５５の合計距離は、例えば６ｍ程度等であり、焼却炉２０からの排ガスは、この距離を例えば４〜５秒かけて通過し、秒速は１〜２ｍ程度等となる。従って、８００℃以上の高温雰囲気下を秒速２０ｍ以内の速度で通過させるという法令が遵守されるようになっている。なお、第１煙道ダクト５１、煙道コーナーダクト５２、および第２煙道ダクト５３の各煙道５５の断面積は、流速を基準に決定されている。
【００８３】
続いて、加熱煙道ユニット５０を通過したガスは、吸着ユニット６０において、ゼオライト等の吸着剤６３により、化学的に除去すべき成分を全て除去される。この際、吸着ユニット６０の第１吸着塔６１および第２吸着塔６２は、冷却塔としての機能も有しているので、第１吸着塔６１の入口付近のガスの温度は、例えば１２００℃程度等であるが、第１吸着塔６１の出口付近では、例えば５００〜６００℃程度等となり、さらに第２吸着塔６２の出口付近では、例えば３００〜４００℃程度等まで降下する。
【００８４】
その後、吸着ユニット６０を通過したガスは、冷却ユニット７０で冷却され、常温または常温付近（装置周辺の大気温度プラス１０℃程度の上昇に止まる）まで温度降下する。
【００８５】
最後に、冷却ユニット７０を通過したガスは、集塵塔８０において、フィルタ８１により固形物を機械的に除去され、大気と同等な清浄なガスとされた後、大気中に放出される。
【００８６】
なお、以上の各処理において挙げられた制御温度や雰囲気温度等の具体的な数値例は、あくまで一例であり、本発明の排煙浄化装置および焼却装置の適用範囲は、これらの具体的な数値に限定されるものではない。
【００８７】
このような本実施形態によれば、次のような効果がある。すなわち、焼却炉２０の内部には、電極棒２３Ａ，２３Ｂ〜２５Ａ，２５Ｂと、表裏面に溝３２，３４を有する板状の抵抗体３０と、さらに別の抵抗体４０〜４２等とが設けられているので（図３、図４参照）、板状の抵抗体３０あるいは別の抵抗体４０〜４２等が消耗して小さくなっても、抵抗体同士の接触を保つことができるため、より確実にスパークを発生させ、効率の良い焼却処理を行うことができる。
【００８８】
また、前述した特許文献１に記載された装置のように、電極間に球状、円柱状、多角柱状の複数個の抵抗体を配設する場合に比べ、炉内の抵抗体を攪拌することにより抵抗体同士の接触を保つようにしてスパークの発生条件を確保するという作業を行う必要がなくなるので、焼却炉２０での作業の手間を軽減できる。
【００８９】
さらに、板状の抵抗体３０の上側には、抵抗体保護用マット２６が設けられているので（図３、図４参照）、例えば石等の固形物が上から落下してきたときに、これを受け止めて板状の抵抗体３０を保護することができる。このため、板状の抵抗体３０の損傷を防止することができる。
【００９０】
そして、加熱煙道ユニット５０では、複数の発熱体５４が、ガスの流れ方向についての複数の位置に分散配置されているので（図２参照）、焼却炉２０から排出されたガスを、これらの発熱体５４による高温下に必要時間置くことができる。このため、排ガス中に含まれる有害物質を高温下で熱分解し、ダイオキシン類等の有害物質の少ない改質ガスとすることができる。
【００９１】
また、複数の発熱体５４（５４Ａ〜５４Ｍ）は、ガスの流れ方向についての隣接２位置について見ると、上下方向の位置をずらして配置され、いわゆる千鳥状の配置となっているので（図７参照）、一種の直交流熱交換器の機能を有している。このため、ムラの無い高温環境を作り出すことができるので、煙道５５を通過する焼却炉２０からの排ガス中の有害物質を、より一層確実に熱分解することができる。
【００９２】
さらに、図８に示すように、複数の発熱体５４は、煙道断面の全面または略全面を埋め尽くす状態で配置されているので、焼却炉２０からの排ガスを、煙道断面の上下左右いずれの位置を通過しても、発熱体５４の近傍を通過するようにすることができる。従って、この点でも、ムラの無い高温環境を作り出すことができるので、焼却炉２０からの排ガス中の有害物質を、さらにより一層確実に熱分解することができる。
【００９３】
そして、煙道５５に複数の発熱体５４を間隔を置いて設けるだけで上記のような効果を得ることができるので、装置の小型化、製造の容易化を図ることができる。このため、前述した特許文献１に記載された装置の場合（電極間に複数個の抵抗体を配設し、アーク放電による熱分解処理を行う場合）、あるいは特許文献５に記載された装置の場合（放電部に放電極および対電極を複雑に配置し、高電圧を印加してコロナ放電を行う場合）に比べ、装置構成の簡易化、製造の容易化を図ることができる。
【００９４】
また、焼却装置１０は、加熱煙道ユニット５０の下流側に吸着ユニット６０を備えているので（図１、図２参照）、吸着剤６３により、ガス中に含まれる化学的に除去すべき成分を全て除去することができる。
【００９５】
また、焼却装置１０は、冷却ユニット７０を備え（図１、図２参照）、この冷却ユニット７０の第３冷却塔７３には、放熱フィン７６および内筒管７７が設けられているので（図９、図１０参照）、放熱フィン７６および内筒管７７による放熱効果を得ることができる。そして、内筒管７７には、多数の貫通孔７８が設けられているので、これらの貫通孔７８をガスが通過することにより、内筒管７７に接触するガスの量が多くなるため、内筒管７７による放熱効果が助長され、効率の良い熱交換を行うことができる。
【００９６】
さらに、冷却ユニット７０の各冷却塔７１，７２，７３の流路断面積は、煙道５５の発熱体５４の設置部分の断面積よりも大きくなっているので、流路断面の拡大に伴ってガスの流速が減少し、流れの進行方向への伝熱量に対し、放熱フィン７６、内筒管７７、各流路壁面への伝熱量を多くすることができる。このため、加熱煙道ユニット５０を通過した高温のガスを、大気中に放出するまでに、所定の温度まで降下させることができる。
【００９７】
そして、焼却装置１０は、集塵塔８０を備えているので（図１、図２参照）、フィルタ８１により、ガス中に含まれる固形物を機械的に除去することができ、大気と同等な清浄なガスを大気中に放出することができる。
【００９８】
なお、本発明は前記実施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内での変形等は本発明に含まれるものである。
【００９９】
すなわち、前記実施形態では、吸着ユニット６０の各吸着塔６１，６２の下流側に、冷却ユニット７０の各冷却塔７１，７２，７３が配置されていたが、吸着塔および冷却塔の配置の順序や個数は、このような順序や個数に限定されるものではなく、例えば、上流側から、吸着塔、冷却塔、吸着塔、冷却塔のように、吸着塔と冷却塔とを交互に配置してもよい。
【０１００】
また、前記実施形態の焼却炉２０の内部には、電極棒２３Ａ，２３Ｂ〜２５Ａ，２５Ｂと、表裏面に溝３２，３４を有する板状の抵抗体３０と、さらに別の抵抗体４０〜４２等とが設けられていたが（図３、図４参照）、これらに代えて、次のような内部構造を有する焼却炉１００としてもよい。
【０１０１】
図１１および図１２において、焼却炉１００の内部には、焼却対象物質をガス化するためのアーク放電を発生させる複数対（ここでは、一例として６対とする。）の電極棒１１０Ａ，１１０Ｂ〜１１５Ａ，１１５Ｂが放射状に設けられている。電極棒１１０Ａ，１１１Ａ，１１２Ａ，１１３Ａ，１１４Ａ，１１５Ａがプラスの電極であり、電極棒１１０Ｂ，１１１Ｂ，１１２Ｂ，１１３Ｂ，１１４Ｂ，１１５Ｂがマイナスの電極である。そして、対になるプラスの電極棒とマイナスの電極棒とは（例えば、電極棒１１０Ａと電極棒１１０Ｂとは）、それぞれ互いに平行に配置されている。
【０１０２】
そして、これらの各電極棒１１０Ａ，１１０Ｂ〜１１５Ａ，１１５Ｂは、板状の抵抗体１２０〜１２５の各側面１２０Ａ〜１２５Ｂから、これらの板状の抵抗体１２０〜１２５の内部に挿入されている。
【０１０３】
各板状の抵抗体１２０〜１２５の平面形状は、図示の例では、三角形状とされているが、これに限定されるものではない。これらの各板状の抵抗体１２０〜１２５は、同じ極性を有する二本の電極棒によりそれぞれ炉内で支持されている。例えば、板状の抵抗体１２０は、二本のプラスの電極棒１１０Ａ，１１１Ａにより支持され、板状の抵抗体１２１は、二本のマイナスの電極棒１１１Ｂ，１１２Ｂにより支持されている。
【０１０４】
一方、対になる二本の電極棒（例えば、プラスの電極棒１１０Ａおよびマイナスの電極棒１１０Ｂとする。）に着目すると、一方の電極棒（プラスの電極棒１１０Ａ）は、板状の抵抗体１２０に挿入され、他方の電極棒（マイナスの電極棒１１０Ｂ）は、板状の抵抗体１２０に隣接配置された別の板状の抵抗体１２５に挿入されている。
【０１０５】
なお、図示は省略されているが、各板状の抵抗体１２０〜１２５の下側には、これらを支持する台座が設けられている。この台座には、前記実施形態の台座２８と同様な材質のものを用いることができる。
【０１０６】
また、図１２に示すように、各板状の抵抗体１２０〜１２５は、これらの上面が面一になるように並べて配置され、さらに、これらの各板状の抵抗体１２０〜１２５の上側には、別の板状の抵抗体１３０が、各板状の抵抗体１２０〜１２５に架け渡される状態で載置される。この別の板状の抵抗体１３０の平面形状は、図示の例では、円形状とされているが、これに限定されるものではない。
【０１０７】
そして、各板状の抵抗体１２０〜１２５の上面には、それぞれ複数の溝１２０Ｂ〜１２５Ｂが互いに平行に形成されている。また、これらの上側に載置される板状の抵抗体１３０の上面には、複数の溝１３０Ａが互いに平行に形成され、下面にも、複数の溝１３０Ｂが互いに平行に形成されている。上面の溝１３０Ａと下面の溝１３０Ｂとは、交差する方向（例えば、直交する方向等）に形成してもよく、同じ方向に形成してもよいが、強度確保の観点等からは、交差する方向に形成することが好ましい。
【０１０８】
なお、板状の抵抗体１３０の上面の溝１３０Ａの形成は、省略してもよい。また、各板状の抵抗体１２０〜１２５の上面の溝１２０Ｂ〜１２５Ｂの形成、または板状の抵抗体１３０の下面の溝１３０Ｂの形成は、いずれか一方の形成を省略してもよい。但し、より多くのスパークを発生させ、より効率の良い焼却処理を行うという観点から、これらの溝１２０Ｂ〜１２５Ｂ，１３０Ａ，１３０Ｂは形成しておくことが好ましい。
【０１０９】
各板状の抵抗体１２０〜１２５およびこれらの上側に載置される板状の抵抗体１３０の各材質は、前記実施形態の板状の抵抗体３０と同様である。
【０１１０】
このような構成の焼却炉１００では、（１）各板状の抵抗体１２０〜１２５のうち隣接配置された板状の抵抗体同士の対向側面間（例えば、板状の抵抗体１２０の側面１２０Ｃと、板状の抵抗体１２１の側面１２１Ｃとの間）、（２）各板状の抵抗体１２０〜１２５と、これらの上側に架け渡された板状の抵抗体１３０との間、（３）架け渡された板状の抵抗体１３０の上下両面の溝１３０Ａ，１３０Ｂの部分等で、アーク放電のスパークが発生し得る。
【０１１１】
従って、前記実施形態の焼却炉２０の場合と同様に、各板状の抵抗体１２０〜１２５やこれらの上側に架け渡された板状の抵抗体１３０が消耗して小さくなっても、抵抗体同士の接触を保つことができるため、より確実にスパークを発生させ、効率の良い焼却処理を行うことができる。
【０１１２】
また、前述した特許文献１に記載された装置のように、電極間に球状、円柱状、多角柱状の複数個の抵抗体を配設する場合に比べ、炉内の抵抗体を攪拌することにより抵抗体同士の接触を保つようにしてスパークの発生条件を確保するという作業を行う必要がなくなるので、焼却炉１００での作業の手間を軽減できる。
【０１１３】
また、前記実施形態では、冷却ユニット７０の冷却塔７３には、放熱フィン７６および内筒管７７が設けられていたが、これらに代えて、次のような構成を有する冷却塔２００としてもよい。
【０１１４】
図１３には、冷却塔２００の要部の水平断面図（図１４のＥ−Ｅ線断面図）が示され、図１４には、その縦断面図（図１３のＤ−Ｄ線断面図）が示されている。図１３および図１４において、冷却塔２００の内部には、内壁面から立設された複数枚（ここでは、一例として４枚とする。）の放熱フィン２０１と、これらの放熱フィン２０１に支持された例えば円筒状の内筒管２０２と、冷却塔２００内のガスの流れ方向に直交する状態で内筒管２０２の内側に配置された少なくとも一枚（ここでは、一例として７枚とする。）の板状の冷却用部材２０３とが設けられている。
【０１１５】
各板状の冷却用部材２０３には、表裏を貫通する多数の貫通孔２０４が設けられている。また、内筒管２０２には、前記実施形態の内筒管７７の場合と同様に、内外を貫通する多数の貫通孔を設けてもよい。冷却塔２００の壁面は、例えば鉄板等により形成されているが、放熱フィン２０１、内筒管２０２、および板状の冷却用部材２０３は、例えばアルミニウム合金等により形成されている。
【０１１６】
このような構成の冷却塔２００では、内筒管２０２の内外を流れるガスの熱を、内筒管２０２から放熱フィン２０１へと伝わらせて放熱できるとともに、内筒管２０２の内側のガスの熱を、各板状の冷却用部材２０３からも内筒管２０２を介して放熱フィン２０１へと伝わらせて放熱できる。また、各板状の冷却用部材２０３の存在により、内筒管２０２の内側のガスの流速を減少させ、かつ、流速分布を均一化できるので、各板状の冷却用部材２０３および内筒管２０２からの放熱効果を、より一層得ることができる。
【０１１７】
さらに、前記実施形態の加熱煙道ユニット５０では、複数の発熱体５４が、いわゆる千鳥状の配置とされていたが（図７、図８参照）、本発明における発熱体の配置は、これに限定されるものではなく、例えば、次のような配置としてもよい。
【０１１８】
すなわち、前記実施形態の加熱煙道ユニット５０では、例えば、発熱体５４Ａと発熱体５４Ｇとが上下方向の同じ位置に配置され、煙道断面へ投影すると重なる状態となっていたが、図１５に示すように、各発熱体３０１〜３０８を煙道断面上で重なることがないように配置してもよい。
【０１１９】
また、前記実施形態の加熱煙道ユニット５０では、ガスの流れ方向についての各位置において、発熱体５４が、それぞれ複数個（３個）ずつ設けられていたが、図１６に示すように、ガスの流れ方向についての各位置に、各発熱体３２１〜３３０を一つずつ配置するようにしてもよい。
【０１２０】
さらに、前記実施形態の加熱煙道ユニット５０では、複数の発熱体５４が、煙道断面の全面または略全面を埋め尽くす状態で配置されていたが、図１７に示すように、各発熱体３４１〜３４３の上下方向の配置位置を全て同じにしてもよい。この場合であっても、各発熱体３４１〜３４３が、ガスの流れ方向についての複数の位置（図示の例では、３位置）に分散配置されているので、焼却炉２０からの排ガスを高温下に必要時間置くことができる。
【０１２１】
そして、前記実施形態の加熱煙道ユニット５０では、複数の発熱体５４が設けられていたが、これらの発熱体５４の代わりに、複数対の電極棒を設けてアーク放電による熱分解処理を行うようにしてもよい。つまり、前記実施形態の発熱体５４の一本一本を、互いに向かい合って配置された一対の電極棒（プラスの電極棒の先端部とマイナスの電極棒の先端部とが、間隔を置いて突き合わせ状態にされたもの）に置き換えてもよい。なお、複数対の電極棒の配置のバリエーションは、前記実施形態の複数の発熱体５４の配置のバリエーションと同様である。
【０１２２】
【発明の効果】
以上に述べたように本発明の排煙浄化装置によれば、焼却炉からの排ガスを熱分解する加熱煙道ユニットに、棒状または線状の複数の発熱体あるいは棒状の複数対の電極を、それぞれ煙道内のガスの流れ方向に直交または略直交する状態で設け、かつ、これらの複数の発熱体あるいは複数対の電極をガスの流れ方向について間隔を置いて複数の位置に分散配置するので、焼却炉からの排ガスを効率よく浄化することができるという効果がある。
【０１２３】
また、本発明の焼却装置によれば、焼却炉に電極および板状の抵抗体を設けてアーク放電によるガス化処理を行うので、焼却炉での焼却効率や作業効率の向上を図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の焼却装置の全体構成を示す平面図。
【図２】前記実施形態の焼却装置の全体構成を示す展開立面図。
【図３】前記実施形態の焼却装置を構成する焼却炉の縦断面図。
【図４】前記実施形態の焼却炉の構成要素を示す分解斜視図。
【図５】前記実施形態の焼却炉の構成要素を示す平面配置図。
【図６】前記実施形態の焼却炉の構成要素を示す拡大斜視図。
【図７】前記実施形態の加熱煙道ユニットの発熱体設置部分の縦断面図。
【図８】図７のＡ−Ａ線断面図。
【図９】前記実施形態の第３冷却塔の要部の水平断面図（図１０のＣ−Ｃ線断面図）。
【図１０】前記実施形態の第３冷却塔の要部の縦断面図（図９のＢ−Ｂ線断面図）。
【図１１】本発明の第一の変形の形態を示す焼却炉の平面図。
【図１２】前記第一の変形の形態を示す焼却炉の分解斜視図。
【図１３】本発明の第二の変形の形態を示す冷却塔の要部の水平断面図。
【図１４】前記第二の変形の形態を示す冷却塔の要部の縦断面図。
【図１５】本発明の第三の変形の形態を示す発熱体の配置説明図。
【図１６】本発明の第四の変形の形態を示す発熱体の配置説明図。
【図１７】本発明の第五の変形の形態を示す発熱体の配置説明図。
【図１８】前記実施形態の焼却炉の構成要素を示す拡大断面図。
【符号の説明】
１０  焼却装置
１１  排煙浄化装置
２０  焼却炉
２３Ａ，２３Ｂ，２４Ａ，２４Ｂ，２５Ａ，２５Ｂ，１１０Ａ，１１０Ｂ，１１１Ａ，１１１Ｂ，１１２Ａ，１１２Ｂ，１１３Ａ，１１３Ｂ，１１４Ａ，１１４Ｂ，１１５Ａ，１１５Ｂ  電極棒
３０  板状の抵抗体
３２，３４  凹凸である溝
４０，４１，４２  別の抵抗体
５０  加熱煙道ユニット
５４（５４Ａ〜５４Ｍ），３０１〜３０８，３２１〜３３０，３４１〜３４３発熱体
７０  冷却ユニット
７３，２００  冷却ユニットを構成する冷却塔
７６，２０１  放熱フィン
７７，２０２  内筒管
７８  貫通孔
１２０〜１２５  板状の抵抗体
１２０Ａ〜１２５Ａ  板状の抵抗体の側面
２０３  板状の冷却用部材
２０４  貫通孔
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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