(57)【要約】【課題】燃焼排気ガス及び有害副生成物を発生することなく、廃棄物を超高温で瞬時に炭化させて高純度の炭化物を安価に得ること。【解決手段】廃棄物１００を入れた密閉容器６０の内部を真空装置３により真空にした後、太陽光収斂装置１により生成される収斂光束２００を密閉容器６０内の廃棄物１００に照射することにより、燃焼排気ガス及び有害副生成物を発生することなく、廃棄物を超高温で瞬時に炭化させて高純度の炭化物を安価に得ることができる。【選択図】　　　図１
2004067468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一部分が光透過部材ででき、処理対象物を収納する密閉容器と、
前記密閉容器内を減圧して真空にする真空装置と、
太陽光を光学系にて収斂して収斂光束を発生し、発生した収斂光束を前記密閉容器内の前記処理対象物に照射する太陽光収斂装置と、
前記収斂光束を前記処理対象物に照射した後の密閉容器を冷却する冷却装置と、
を具備することを特徴とする炭化装置。
【請求項２】
前記冷却した密閉容器の内部に発生したガスを回収すると共に前記内部を加圧する加圧装置を設けたことを特徴とする請求項１に記載の炭化装置。
【請求項３】
前記太陽光を収斂する光学系を日周運動に合わせて移動させることにより太陽を逐次追尾させる太陽追尾装置を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の炭化装置。
【請求項４】
前記光学系を構成し、太陽光を受光するパラボラ凹面集光鏡の反射面に金鍍金を施したことを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の炭化装置。
【請求項５】
前記光学系を構成し、太陽光を受光するパラボラ凹面集光鏡は、複数の反射鏡を集合させて形成し且つ、任意の反射鏡を凹面鏡形成面から外した位置に移動可能としたことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の炭化装置。
【請求項６】
前記凹面鏡形成面から外す反射鏡の枚数を調整して前記パラボラ凹面集光鏡の太陽光受光総面積を変化させることを特徴とする請求項５に記載の炭化装置。
【請求項７】
前記パラボラ凹面集光鏡を形成する複数の反射鏡はプレス金属板であることを特徴とする請求項４又は６に記載の炭化装置。
【請求項８】
前記光学系により生成された前記収斂光束の進行方向を変更する平面反射鏡を設け、前記密閉容器が前記収斂光束の照射点に位置する場合のみ前記平面反射鏡を操作して前記収斂光束が前記照射点に進行するようにしたことを特徴とする請求項１乃至７いずれかに記載の炭化装置。
【請求項９】
処理対象物を炭化する炭化方法において、
前記処理対象物を真空空間内に密閉するステップと、
太陽光を光学系にて収斂して収斂光束を発生するステップと、
前記発生された収斂光束を前記真空空間内に密閉された処理対象物に照射するステップと、
を具備することを特徴とする炭化方法。
【請求項１０】
前記処理対象物を真空空間内に密閉するステップは、前記処理対象物を密閉容器に充填した後、当該密閉容器の内部を減圧して真空にすることであることを特徴とする請求項９に記載の炭化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、処理対象物を炭化して処理する炭化装置及び炭化方法に係り、特に処理対象物としての廃棄物を瞬時に超高温で処理する加熱方法を備えた前記装置及び方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、家庭のゴミ及び産業廃棄物の処理については各自治体の軽視できない行政課題であり、その処理方法としては、重油などの補助燃材を用いて通常焼却処理される場合が殆どで、このような通常焼却処理では、酸素によって燃焼が行われる。
【０００３】
また、重油などの補助燃材を用いないで廃棄物を完全燃焼させ、悪臭や有害な燃焼ガスの発生を極力抑制した装置として、廃棄物を減圧マイクロ波加熱により乾燥し、水分を除去した廃棄物を燃焼室に送って酸素焼却を行うという焼却装置が、特開平７−２３３９３１号公報に開示されている。
【０００４】
更に、畜産業及び食品工業、外食産業などがそれぞれ排出した有機性廃棄物は腐敗し易いため、悪臭を発するなど、その処分に苦慮しているが、これら有機性廃棄物を熱源を備えた炭化炉により炭化して炭化物にして処理する事が行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した通常燃焼焼却処理では、酸素を供給するために大量の空気を必要とし、これにより燃焼排気ガスが大量に発生し、その際、窒素酸化物、硫黄酸化物、塩化水素、炭酸ガスなどの有害な副生成物が生成する。そのため、これら副生成物を除去するために排気ガス処理装置を必要とし、それが大きく複雑になり、廃棄物の処理コストが高くなるという問題があった。
【０００６】
また、マイクロ波加熱を用いる例では、廃棄物をマイクロ波加熱により直接燃焼させるのではなく燃焼前に廃棄物を乾燥させるために用いているだけで、乾燥した廃棄物の燃焼時には酸素が必要であり、燃焼排気ガスの発生及び有害副生成物の発生を完全になくすことができないし、乾燥した廃棄物自体が可燃物でなくてはならず、処理対象の廃棄物の種類が限られると共に、マイクロ波加熱に電力を必要とし、廃棄物の処理コストを低減させることはできなかった。
【０００７】
更に、有機性廃棄物を炭化する処理では、炭化炉の熱源として例えば電力を用いるため、炭化コストが高くなると共に、生成された炭化物の純度が低く、高純度な炭素により製造されるカーボンファイバーやカーボンセラミックなどの原料として再利用することができなかった。
【０００８】
本発明は、上述の如き従来の課題を解決するためになされたもので、その目的は、燃焼排気ガス及び有害副生成物を発生することなく、廃棄物を超高温で瞬時に炭化させて高純度の炭化物を安価に得ることができる炭化装置及び炭化方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の第１の特徴は、一部分が光透過部材ででき、処理対象物を収納する密閉容器と、前記密閉容器内を減圧して真空にする真空装置と、太陽光を光学系にて収斂して収斂光束を発生し、発生した収斂光束を前記密閉容器内の前記処理対象物に照射する太陽光収斂装置と、前記収斂光束を前記処理対象物に照射した後の密閉容器を冷却する冷却装置とを具備することにある。
【００１０】
上記発明によれば、処理対象物を収納した密閉容器内を減圧して真空にし、太陽光を光学系にて収斂して発生した収斂光束を前記密閉容器内の前記処理対象物に光透過部分から照射して前記処理対象物を炭化する。照射後の密閉容器を冷却した後、内部の炭化物を取り出す。
【００１１】
本発明の第２の特徴は、前記冷却した密閉容器の内部に発生したガスを回収すると共に前記内部を加圧する加圧装置を設けたことにある。
【００１２】
本発明の第３の特徴は、前記太陽光を収斂する光学系を日周運動に合わせて移動させることにより太陽を逐次追尾させる太陽追尾装置を設けたことにある。
【００１３】
本発明の第４の特徴は、前記光学系を構成し、太陽光を受光するパラボラ凹面集光鏡の反射面に金鍍金を施したことにある。
【００１４】
本発明の第５の特徴は、前記光学系を構成し、太陽光を受光するパラボラ凹面集光鏡は、複数の反射鏡を集合させて形成し且つ、任意の反射鏡を凹面鏡形成面から外した位置に移動可能としたことにある。
【００１５】
本発明の第６の特徴は、前記凹面鏡形成面から外す反射鏡の枚数を調整して前記パラボラ凹面集光鏡の太陽光受光総面積を変化させることにある。
【００１６】
本発明の第７の特徴の前記パラボラ凹面集光鏡を形成する複数の反射鏡はプレス金属板である。
【００１７】
本発明の第８の特徴は、前記光学系により生成された前記収斂光束の進行方向を変更する平面反射鏡を設け、前記密閉容器が前記収斂光束の照射点に位置する場合のみ前記平面反射鏡を操作して前記収斂光束が前記照射点に進行するようにしたことにある。
【００１８】
本発明の第９の特徴は、処理対象物を炭化する炭化方法において、前記処理対象物を真空空間内に密閉するステップと、太陽光を光学系にて収斂して収斂光束を発生するステップと、前記発生された収斂光束を前記真空空間内に密閉された処理対象物に照射するステップとを具備することにある。
【００１９】
本発明の第１０の特徴の前記処理対象物を真空空間内に密閉するステップは、前記処理対象物を密閉容器に充填した後、当該密閉容器の内部を減圧して真空にすることである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る炭化装置の構成例を示した概略構成図である。炭化装置は、太陽を自動追尾して太陽光の収斂光束２００を生成してセラミック製の密閉容器（セラミックカプセル）６０に照射する太陽光収斂装置１、廃棄物１００を密閉容器６０に充填する廃棄物充填装置２、廃棄物１００が充填された密閉容器６０の内部を真空にする真空装置３、収斂光束２００の照射後の密閉容器６０を冷却する冷却装置４、冷却後の密閉容器６０の内部を加圧する加圧装置５及び密閉容器６０を上記した各装置間で運搬するベルトコンベアなどの運搬装置６を有している。また、運搬装置６により移動する密閉容器６０の位置をセンサで検出し、その位置に基づいて上記した各装置を統括的に制御して廃棄物１００の炭化処理を行うコンピュータなどを用いた制御系が備えられているが、図面の繁雑さを避けるために図示を省略する。
【００２１】
ここで、上記した太陽光収斂装置１の構成を更に詳しく説明する。太陽光収斂装置１は、パラボラ凹面集光鏡Ｍ１、双曲面凸反射鏡Ｍ２、平面反射鏡Ｍ３及びＭ４などの光学部品により構成される光学系と、この光学系を支持し、ＤＥＣ軸１２、ＲＡ軸１３の２軸を回転させて太陽を自動追尾する太陽追尾機能を有するクーデ式赤道儀１１から成っている。
【００２２】
本装置の光学系は、表面鍍金された反射鏡を組み合わせた反射カセグレン型である。主鏡であるパラボラ凹面集光鏡Ｍ１（口径＝Φ４ｍ）と副鏡である双曲面凸反射鏡Ｍ２（口径＝Φ１ｍ）により太陽光を収斂させる。収斂された太陽光は平面反射鏡Ｍ３及びＭ４（口径＝Φ８０〜５２ｃｍ）によりＤＥＣ軸に沿って進行させ、更にＲＡ軸に沿って進行させることにより、収斂光束２００を目的物　（本例では密閉容器６０）へ導いて照射する。従って太陽光照射点は密閉容器６０内部の廃棄物１００で、ここが燃焼点になる。太陽光照射点はパラボラ凹面集光鏡Ｍ１より入射した太陽光量が例えば１０４０倍に圧縮された位置であり、平面反射鏡Ｍ４の後方６．５ｍに位置する。
【００２３】
また、本光学系は、図１のごとくクーデ式赤道儀１１に支持される。この赤道儀１１は、太陽高度を導入するＤＥＣ軸と太陽移動を追尾するＲＡ軸の２軸が回転し、両軸は図示されないコンピューターによってコントロールされることによって、移動する太陽を逐次自動的に追尾する。クーデ式の特徴として、収斂させた太陽光束は太陽の位置にかかわらず常に極軸（ＲＡ）後方に放出される構造を有している。
【００２４】
尚、本光学系は対象物体の映像を得ることを目的とするものではなく熱量のみを収束させることを目的としているため、各光学面の精度は望遠鏡ほどの厳しい研磨精度を必要とせず、反射鏡の反射面は金属板をプレスした程度で充分に活用可能である。特に４ｍ主鏡であるパラボラ凹面集光鏡Ｍ１は図２に示すようにプレスした金属板製の複数の反射鏡１１１で凹面を形成するようにしてあるが、これら反射鏡１１１を中央の貫通穴の外周を軸として回動できるように接続して折りたたみ可能とし、傘状の構造にして形状をコンパクトとして、移動や設置を簡便にしている。更に、複数の反射鏡の一部１１１ａ，１１１ｂを開き切らず凹面鏡形成面より角度を付けて、これら反射鏡１１１ａ，１１１ｂからの反射光を双曲面凸反射鏡Ｍ２の軸外に外すことにより、収斂光束２００の照射点の熱量を変化できるようにしてある。
【００２５】
即ち、季節やその他の天候により、太陽の熱量は常に変化する。したがって照射目的に必要な太陽熱量を常時コントロールしなければならない。そこで、照射熱量の程度によってパラボラ凹面集光鏡Ｍ１を構成する各反射鏡１１１の一部　（１１１ａ，１１１ｂ）を上記のように凹面鏡形成面より外して、光束の一部　（Ｌ′）を双曲面凸反射鏡Ｍ２の軸外へ導き、パラボラ凹面集光鏡Ｍ１の受光総面積をコントロールすることにより、収斂光束２００の照射点の熱量を変化できるようにしている。更に、反射鏡１１１の反射面は純金メッキされているため、波長６００ｎｍ〜２１００ｎｍの太陽光を反射するため、紫外線をカットした波長６００ｎｍ〜２１００ｎｍの収斂光束２００が得られるようになっている。
【００２６】
また、危険防止のため、照射対象物である密閉容器６０の交換作業中には、収斂された高熱の太陽光束を遮断する必要がある。このため、平面反射鏡Ｍ４は、図３に示すように、ＤＥＣ軸及びＲＡ軸が直行する面に垂直な軸（Ｔ軸）を中心としてａ位置からｂ位置へ９０度回転できるようになっている。通常、平面反射鏡Ｍ４はｂ位置にあって平面反射鏡Ｍ３から収束してくる光束を密閉容器６０とは逆方向、すなわち天空側へ向かわせ、必要な時以外は照射点に収斂光束２００が進行しないようにするシャッターの役割を果している。
【００２７】
図４は上記した密閉容器６０の構造例を示した一部側面断面図と正面図である。密閉容器６０は、セラミック製の円筒形の本体６１と耐熱耐圧ガラス６３が中央部分に装着されたステンレス製の蓋６２とで構成され、この蓋６２を本体６１に耐熱性の真空パッキング６４を挟んで捩子締結（不図示）にて装着することにより、本体６１の内部を気密的に密閉することができる。また、本体６１の側面には本体６１の内部を真空にする際に用いる真空用逆止弁６５が取り付けてある。尚、密閉容器６０は蓋６２全体が耐熱耐圧ガラスでできた物でもよく、更に、セラミック製の本体６１をステンレスで覆うような構造としてもよい。
【００２８】
次に、本実施の形態の動作について図５のフローチャートを参照して説明する。空の密閉容器６０が運搬装置６により廃棄物充填装置２の所に運ばれてくると、蓋６２が取られて廃棄物充填装置２より本体６１の内部に廃棄物１００が充填される（ステップＳ１）。その後、蓋６２が本体６１に気密的に締結された後、更に運搬装置６より真空装置３の所に運ばれる。
【００２９】
真空装置３の所に運ばれた密閉容器６０はその真空用逆止弁６５と真空装置３の配管３１とが接続され、内部の空気が抜かれて真空にされる（ステップＳ２）。その後、真空になった密閉容器６０は運搬装置６により太陽光収斂装置１からの収斂光束２００の照射位置に運ばれてくる。その際、図示されないガイドにより密閉容器６０は垂直方向に対して所定の傾きで前記照射位置に到着する。
【００３０】
太陽光収斂装置１の平面反射鏡Ｍ４は、前述したように、通常は図３のｂの破線の位置にあるが、密閉容器６０が収斂光束２００の照射位置に到着すると、図示されない制御系によりＴ軸を中心にして回転され、ａの実線の位置に固定される。このため、平面反射鏡Ｍ３からの収斂光束２００はこの平面反射鏡Ｍ４より反射されてＲＡ軸の先端にある密閉容器６０側に進行し、収斂光束２００が密閉容器６０の蓋６２の耐熱耐圧ガラス部分を透過して密閉容器６０内の廃棄物１００に照射される（ステップＳ３）。
【００３１】
これにより、廃棄物１００は瞬時（数十秒）に１０００℃〜２０００℃程度に加熱されて炭化し、高純度の炭化物となる。その際、廃棄物１００から発生するガスも超高温のためほとんど元素にまで分解され、有害な副生成物は発生しない。収斂光束２００の照射を開始してから所定時間経つ（数十秒）と、前記制御系により太陽光収斂装置１の平面反射鏡Ｍ４はａの実線の位置からｂの破線の位置に回転して固定され、密閉容器６０内の廃棄物１００に対する収斂光束２００の照射が停止される。
【００３２】
収斂光束２００の照射が終了した密閉容器６０は運搬装置６により冷却装置４内に運ばれて空冷にて冷却される（ステップＳ４）。こうして冷却された密閉装置６０は運搬装置６により加圧装置５の所に運ばれてくる。加圧装置５の所に運ばれた密閉容器６０はその真空用逆止弁６５と加圧装置５の配管５１とが接続され、内部のガスが抜かれて回収される共に汚れていない空気が充填されて大気圧に加圧される（ステップＳ５）。
【００３３】
大気圧に加圧された密閉容器６０は更に運搬装置６により運ばれて炭化物廃棄処理部Ａに来ると、蓋６２が取られて内部の炭化物が外部へ取り出されて回収され、空になる（ステップＳ６）。蓋６２が閉められた空の密閉容器６０は運搬装置６により更に運ばれて、最初の廃棄物充填装置２の所に戻ることになる。
【００３４】
本実施の形態によれば、収斂光束２００を真空の密閉容器６０内部の廃棄物１００に照射することにより、廃棄物１００を超高温で瞬時に炭化することができる。したがって、有害な燃焼ガスの発生はなく炭化過程で生成されるガスなども元素まで分解されるため、有害な副生成物を生じることなく、廃棄物１００を炭化することができる。しかも、廃棄物１００の炭化は密閉容器６０内で行われるため、周囲に悪臭や分解ガスが放散することなく、極めてクリーンに行うことができる。しかも、熱源として太陽光の収斂光束２００を用いるため、燃料費や電気代がかからず、極めて低価格にて廃棄物１００の炭化を行うことができる。更に、超高温で炭化させるため、処理対象物の種類は問わずＰＣＢなどの化学物質も処理することが可能である。
【００３５】
また、廃棄物１００の炭化に際して発生した例えば水素などの元素は加圧装置５により回収されて、再利用されるため、炭化時に発生するガスは空気中に放散されず、大気汚染を皆無にすることができる。
【００３６】
更に、生成された炭化物は土木建築、農業など、各方面に再利用されるが、本例の廃棄物１００の炭化により得られる炭化物は超高温で処理してあるため、不純物が分解して飛んでおり、高純度の炭化物となっているので、回収した炭化物をカーボンファイバーやカーボンセラミックなどの原料として再利用することができる。しかも、この炭化物は極めて低価格で得られるため、高純度の付加価値の高い炭化物を安価に生産して供給することができ、高純度炭化物を売却した代金を炭化装置の運用費に充てることにより、更に廃棄物１００の処理コストを低減することもできる。
【００３７】
また、廃棄物１００として牛骨肉を処理する場合、乾燥させた牛骨肉をそのまま密閉容器６０に入れたままで無公害、無臭、無煙で炭化処理し、得られた炭化物として再利用する新たなサイクルを構築することができ、牛骨粉として再利用できない牛骨肉の処理問題を一気に解決することができる。
【００３８】
更に、熱源として太陽光の収斂光束２００を用いているため、その熱出力は天気に左右されるが、太陽光収斂装置１のパラボラ凹面集光鏡Ｍ１を形成する複数の反射鏡１１１の一部を凹面鏡形成面から外したり、外した反射鏡１１１を元の凹面鏡形成面に戻すことにより、太陽光収斂装置１の太陽光の受光総面積を変化させて収斂光束２００の持つ熱量を変化させることができる。これにより、雲の出方などにより収斂光束２００の持つ熱量を制御系によりほぼ一定に制御することができ、設定した熱量で安定的に炭化処理を行うことができる。
【００３９】
また、本例は反射鏡１１１の表面を純金鍍金することにより太陽光線の利用波長を６００ｎｍ〜２１００ｎｍとすることによって、化学変化を助長すると共に雲などに吸収されやすい紫外線領域を除外しているため、薄雲程度であれば、収斂光束２００の熱量変化に余り影響を与えないようにすることができる。その上、上記収斂光束２００の熱量制御を行うことにより、多少の天気の変化に対して設定した熱量で極めて安定な炭化処理を行うことができる。
【００４０】
更に、太陽光収斂装置１の平面反射鏡Ｍ４のシャッター機能により収斂光束２００の照射点に密閉容器６０が存在しない時は収斂光束２００を照射しないようにしてあるため、安全に作業を行うことができる。
【００４１】
また、太陽光収斂装置１はその反射鏡として安価なプレス金属板製の物を使用し、パラボラ凹面集光鏡Ｍ１も４ｍほどの物であるため、装置全体もそれ程大きくならないので、低価格で製造することができる。更に、廃棄物充填装置２、真空装置３、冷却装置４、加圧装置５及び運搬装置６も特殊な装置ではなくそれ程高価でないため、炭化装置全体としての建設費用をかなり低価格（通常の廃棄物処理装置の半分程度）とすることができる。ここで、上記した４ｍのパラボラ凹面集光鏡Ｍ１を用いた場合、１日８時間稼働させると、牛骨肉及び牛骨粉を月当たり４３２０トン程度処理できるという試算があり、十分実用的な処理能力を得ることができる。
【００４２】
更に、本例では廃棄物１００を密閉容器６０に充填し、この充填した分の廃棄物１００に収斂光束２００を照射して炭化しているため、運搬装置６上に流す密閉容器６０の個数を調整することにより、廃棄物１００の処理量に柔軟に対応することができる。即ち、廃棄物１００の処理量が少ない時は密閉容器６０の個数を少なくし、多い時は密閉容器６０の個数を多くすればよい。また、密閉容器６０を用いることにより、酪農家が乾燥した牛骨肉を密閉容器６０に直接充填して、炭化装置の所に運んで来ることもでき牛骨肉の収集を柔軟に行うこともできる。
【００４３】
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る炭化装置の構成例を示した概略構成図である。但し、図１に示した第１の実施の形態と同様の部分には同一符号を付し、適宜その説明を省略する。
【００４４】
本例の炭化装置は、太陽を自動追尾して太陽光の収斂光束２００を生成してセラミック製の密閉容器６０に照射する太陽光収斂装置１、廃棄物１００を密閉容器６０に充填する廃棄物充填装置２、廃棄物１００が充填された密閉容器６０の内部を真空にする真空装置３、収斂光束２００の照射後の密閉容器６０を冷却する冷却装置４及び上記した各装置間で密閉容器６０を運搬するベルトコンベアなどの運搬装置６を有して構成されているが、第１の実施の形態と異なる主な点は、冷却後の密閉容器６０の内部を加圧する処理がない点と、太陽光収斂装置１に平面反射鏡Ｍ５が追加され、収斂光束２００の進行方向を更に変更して収斂光束２００が垂直方向から密閉容器６０に照射されるようになっている点である。
【００４５】
次に本実施の形態の動作について説明する。密閉容器６０の内部が真空装置３により真空にされるまでは第１の実施の形態と同様である。その後、密閉容器６０は運搬装置６上に立てたまま太陽光収斂装置１の所に運ばれてくる。太陽光収斂装置１の照射点に密閉容器６０が到達すると、太陽光収斂装置１の平面反射鏡Ｍ４が回転して収斂光束２００が平面反射鏡Ｍ５の方向に進行し、更にこの平面反射鏡Ｍ５によりその進行方向が変更され、密閉容器６０の上部垂直方向から収斂光束２００が密閉容器６０内の廃棄物１００に照射され、廃棄物１００を炭化する。
【００４６】
その後、密閉容器６０は冷却装置４の所に運搬されて空冷されるが、その時、密閉容器６０内部は真空用逆止弁６５から大気が入って自然に大気圧状態になる。したがって、本例の密閉容器６０に取り付けてある真空用逆止弁６５は上記の動作を行えるような構造のものが用いられている。それ故、密閉容器６０内の廃棄物１００を炭化したときに万一大量のガスが発生して密閉容器６０内が大気圧以上になると、真空用逆止弁６５が開いて内部のガスを外部に放出する。これにより密閉容器６０内が高圧になることが阻止されるため、密閉容器６０が爆発するなどの事故を防止でき、安全に作業を行うことができる。
【００４７】
冷却されて大気圧状態になった密閉容器６０は蓋６２が開けられて内部の高純度炭化物が取り出されて回収される。
【００４８】
本実施の形態によれば、密閉容器６０の上部垂直方向から収斂光束２００が密閉容器６０の廃棄物１００に照射されるため、太陽光収斂装置１の照射点に密閉容器６０を運搬してくる時に密閉容器６０を傾けるガイドなどの機械的設備を設ける必要がないと共に、収斂光束２００を照射した後の密閉容器６０の内部を加圧する設備がないため、密閉容器６０の運搬機構を簡単化することができる。また、密閉容器６０の上部垂直方向から収斂光束２００を照射するため、密閉容器６０の運搬設備が地下などに設置される場合に適した構造となっている。他の効果は、廃棄物１００の炭化時に発生した密閉容器６０内のガスが回収されない以外、第１の実施の形態と同様である。
【００４９】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲において、具体的な構成、機能、作用、効果において、他の種々の形態によっても実施することができる。例えば、上記実施の形態では太陽光線の利用波長を６００ｎｍ〜２１００ｎｍとして紫外線領域を除外したが、反射鏡１１１の表面を純金鍍金せずに、紫外線領域も含めて太陽光線を利用した場合、薄い雲が出た場合でも紫外線領域は極端に弱まるため安定した熱量を得るには不利であるが、紫外線の殺菌効果により有機廃棄物を処理するには都合のよいこともある。
【００５０】
上記実施の形態では、パラボラ凹面集光鏡Ｍ１を複数の金属板製の反射鏡１１１で形成したものを用いているが、１枚の反射鏡で形成してある場合の収斂光束２００の熱量の調整は、パラボラ凹面集光鏡Ｍ１の前に絞り機能を有する蓋を用いて行うことができ、同様の効果がある。
【００５１】
また、上記実施の形態の炭化装置は廃棄物１００を収斂光束２００により炭化させて廃棄物１００を処理する廃棄物処理装置の側面を主に論じたが、この炭化装置は高純度の炭化物を生産する側面も有している。この場合は、収斂光束２００により炭化させる処理対象物は廃棄物でなく、高純度の炭化物の原料になる適切な物質を選択すればよく、この場合は高純度の炭化物を燃焼排気ガス及び有害副生成物を生じることなく、しかも極めて安価に生産できるという効果がある。
【００５２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１、９、１０の発明によれば、真空の容器内に密閉された処理対象物に収斂光束を照射する際に、処理対象物を廃棄物とすれば、廃棄物を燃焼排気ガス及び有害副生成物を発生することなく、超高温で瞬時に炭化させて高純度の炭化物を安価に得ることができる。
請求項２の発明によれば、炭化時に発生するガスを大気放出しないで回収することにより、大気を汚染しないと共に水素などの有用な副生成物を回収して再利用することができる。
請求項３の発明によれば、太陽を自動追尾することにより、常に太陽光の収斂光束を得ることができ、炭化処理を中断することなく継続的に行うことができる。
請求項４の発明によれば、パラボラ凹面集光鏡に金鍍金を施すことにより、紫外線を除去した６００ｎｍ〜２１００ｎｍの波長の収斂光束が得られるため、処理対象物の無用な化学反応を助長せずにしかも薄雲程度であれば雲のない時と同様の処理熱量を安定に得ることができる。
請求項５、６の発明によれば、パラボラ凹面集光鏡を構成する任意の枚数の反射鏡を凹面鏡形成面から外すことにより、パラボラ凹面集光鏡の受光総面積を変化させて収斂光束の熱量を調整することができる。
請求項７の発明によれば、パラボラ凹面集光鏡を構成する複数の反射鏡をプレス金属板製にすることにより、太陽光収斂装置を低価格とすることができる。
請求項８の発明によれば、処理対象物が入った密閉容器が照射点に位置している時のみ収斂光束を照射することにより、装置の安全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る炭化装置の構成例を示した概略構成図である。
【図２】図１に示した太陽光収斂装置の光学系を形成するパラボラ凹面集光鏡の構造例を示した斜視図である。
【図３】図１に示した太陽光収斂装置の光学系を形成する平面反射鏡Ｍ４のシャッター機能を説明する図である。
【図４】図１に示した密閉容器の構造例を示した一部側面断面図と正面図である。
【図５】図１に示した炭化装置の廃棄物を炭化する際の処理過程を示したフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る炭化装置の構成例を示した概略構成図である。
【符号の説明】
１　太陽光収斂装置
２　廃棄物充填装置
３　真空装置
４　冷却装置
５　加圧装置
６　運搬装置
１１　クーデ式赤道儀
３１、５１　配管
６０　密閉容器
６１　本体
６２　蓋
６３　耐熱耐圧ガラス
６４　真空パッキング
６５　真空用逆止弁
１１１　反射鏡
Ｍ１　パラボラ凹面集光鏡
Ｍ２　双曲面凸反射鏡
Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５　平面反射鏡
【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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