(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加温の対象となる処理水を供給する給水系と、
前記給水系によって供給された処理水を温水に変換する給湯装置と、
前記給湯装置で変換された温水を貯める貯水系とを備え、
前記給湯装置は、
前記処理水を複数の給水管によって上流側から下流側に流すとともに、一の給水管とそれよりも下流側の他の給水管との間に熱源装置を介在させ、この熱源装置で前記処理水を加温するように構成されており、
前記熱源装置は、
磁化空気を生成する生成手段と、
前記生成手段で生成された磁化空気を供給する複数の給気管と、
前記複数の給気管から供給された磁化空気を用いて有機物の分解反応が行われる反応装置と、
前記有機物の分解反応により発生する熱が伝達される部分を経由するように形成されるとともに、前記一の給水管につながる取入口と前記他の給水管につながる取出口とに一端と他端を接続してなる水路とを備え、
前記複数の給気管は、前記反応装置の側壁部分を貫通する状態で設けられるとともに、当該複数の給気管の各々から前記反応装置内に供給される磁化空気の供給方向が、当該反応装置の側壁と垂直をなす基準軸に対して傾きをもつように、前記反応装置の中心軸回りに一様な方向性をもって傾いた状態に配置され、かつ一の給気管の傾き角度と他の給気管の傾き角度とが異なるものとされ、
前記反応装置の側壁は、平面視矩形に形成されており、
前記給気管は、前記反応装置の側壁の各辺に複数本ずつ配置されており、
前記反応装置の側壁の各辺における前記給気管の傾き角度は、当該各辺の中心部寄りに配置した給気管の傾き角度を相対的に小さく設定し、当該各辺の端部寄りに配置した給気管の傾き角度を相対的に大きく設定した構成となっている
ことを特徴とする給湯システム。
【請求項２】
加温の対象となる処理水を複数の給水管によって上流側から下流側に流すとともに、一の給水管とそれよりも下流側の他の給水管との間に熱源装置を介在させ、この熱源装置で前記処理水を加温するように構成された給湯装置であって、
前記熱源装置は、
磁化空気を生成する生成手段と、
前記生成手段で生成された磁化空気を供給する複数の給気管と、
前記複数の給気管から供給された磁化空気を用いて有機物の分解反応が行われる反応装置と、
前記有機物の分解反応により発生する熱が伝達される部分を経由するように形成されるとともに、前記一の給水管につながる取入口と前記他の給水管につながる取出口とに一端と他端を接続してなる水路とを備え、
前記複数の給気管は、前記反応装置の側壁部分を貫通する状態で設けられるとともに、当該複数の給気管の各々から前記反応装置内に供給される磁化空気の供給方向が、当該反応装置の側壁と垂直をなす基準軸に対して傾きをもつように、前記反応装置の中心軸回りに一様な方向性をもって傾いた状態に配置され、かつ一の給気管の傾き角度と他の給気管の傾き角度とが異なるものとされ、
前記反応装置の側壁は、平面視矩形に形成されており、
前記給気管は、前記反応装置の側壁の各辺に複数本ずつ配置されており、
前記反応装置の側壁の各辺における前記給気管の傾き角度は、当該各辺の中心部寄りに配置した給気管の傾き角度を相対的に小さく設定し、当該各辺の端部寄りに配置した給気管の傾き角度を相対的に大きく設定した構成となっている
ことを特徴とする給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯システム、給湯装置および有機物分解装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ホテル、旅館などの宿泊施設をはじめ、プール、スポーツジム等、農業、レジャー施設、食料の生産現場、医療施設、介護施設、公共施設など、多種多様の施設で給湯設備を必要としている。特に、宿泊施設、スポーツジム、レジャー施設などの大規模な施設では、高い給湯能力をもつ給湯設備を装備する必要がある。
【０００３】
給湯装置の熱源装置としては、ボイラーが多く用いられている。ボイラーは、重軽油や天然ガスなどの化石燃料を燃やし、それによって発生する熱を水に伝えて温水を生成するものである。このため、ボイラーだけを熱源装置として用いた給湯装置で大規模な宿泊施設の給湯をまかなう場合は、燃料代が膨大なものとなり、しかも多大な二酸化炭素を発生する。
【０００４】
一方、化石燃料を必要としない熱源装置として、有機廃棄物（バイオマス、一般廃棄物、産業廃棄物等を含む）などの有機物（有機化合物と同義）を低温で分解する有機物分解装置が知られている（たとえば、特許文献１，２）。ここで記述する「低温」とは、少なくとも有機物が燃焼する温度よりも低い温度をいう。
【０００５】
公知の有機物分解装置は、磁界中に通して磁化した磁化空気を反応装置内に供給し、この反応装置内に投入してある有機物を酸素との反応によって熱分解するものである。そのため、たとえば、特許文献２に記載された有機物分解装置（低温分解処理装置）では、有底筒状の処理装置の下部に加熱室を設けるとともに、この加熱室の上部に処理室を設け、加熱室とその下部に、磁化空気の給気管を側壁から中央部に向けて上下多段に複数水平方向に設置した構成を採用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４００８１８１号公報
【特許文献２】特許第４３３７１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献２に記載された有機物分解装置の構成では、給気管を上下多段に配置しているにもかかわらず、反応装置内に磁化空気を均一に行き渡らせることが困難であった。その結果、反応装置内で有機物の分解反応を良好に維持できないという問題があった。
【０００８】
本発明の主たる目的は、反応装置の内部で磁化空気を用いて有機物を分解反応させる場合に、有機物の分解反応を良好に維持することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様は、
加温の対象となる処理水を供給する給水系と、
前記給水系によって供給された処理水を温水に変換する給湯装置と、
前記給湯装置で変換された温水を貯める貯水系とを備え、
前記給湯装置は、
前記処理水を複数の給水管によって上流側から下流側に流すとともに、一の給水管とそれよりも下流側の他の給水管との間に熱源装置を介在させ、この熱源装置で前記処理水を加温するように構成されており、
前記熱源装置は、
磁化空気を生成する生成手段と、
前記生成手段で生成された磁化空気を供給する複数の給気管と、
前記複数の給気管から供給された磁化空気を用いて有機物の分解反応が行われる反応装置と、
前記有機物の分解反応により発生する熱が伝達される部分を経由するように形成されるとともに、前記一の給水管につながる取入口と前記他の給水管につながる取出口とに一端と他端を接続してなる水路とを備え、
前記複数の給気管は、前記反応装置の側壁部分を貫通する状態で設けられるとともに、少なくとも一つの給気管から前記反応装置内に供給される磁化空気の供給方向が、当該反応装置の側壁と垂直をなす基準軸に対して傾きをもつように配置されている
ことを特徴とする給湯システムである。
【００１０】
本発明の第２の態様は、
加温の対象となる処理水を複数の給水管によって上流側から下流側に流すとともに、一の給水管とそれよりも下流側の他の給水管との間に熱源装置を介在させ、この熱源装置で前記処理水を加温するように構成された給湯装置であって、
前記熱源装置は、
磁化空気を生成する生成手段と、
前記生成手段で生成された磁化空気を供給する複数の給気管と、
前記複数の給気管から供給された磁化空気を用いて有機物の分解反応が行われる反応装置と、
前記有機物の分解反応により発生する熱が伝達される部分を経由するように形成されるとともに、前記一の給水管につながる取入口と前記他の給水管につながる取出口とに一端と他端を接続してなる水路とを備え、
前記複数の給気管は、前記反応装置の側壁部分を貫通する状態で設けられるとともに、少なくとも一つの給気管から前記反応装置内に供給される磁化空気の供給方向が、当該反応装置の側壁と垂直をなす基準軸に対して傾きをもつように配置されている
ことを特徴とする給湯装置である。
【００１１】
本発明の第３の態様は、
磁化空気を生成する生成手段と、
前記生成手段で生成された磁化空気を供給する複数の給気管と、
前記複数の給気管から供給された磁化空気を用いて有機物の分解反応が行われる反応装置とを備え、
前記複数の給気管は、前記反応装置の側壁部分を貫通する状態で設けられるとともに、少なくとも一つの給気管から前記反応装置内に供給される磁化空気の供給方向が、当該反応装置の側壁と垂直をなす基準軸に対して傾きをもつように配置されている
ことを特徴とする有機物分解装置である。
【００１２】
本発明の第４の態様は、
前記基準軸に対して磁化空気の供給方向が傾きをもつように配置された給気管が、少なくとも２つ存在し、かつ当該少なくとも２つの給気管から前記反応装置内に供給される磁化空気の供給方向が、前記反応装置の中心軸回りに一様な方向性をもって傾いた状態に設定されている
ことを特徴とする上記第３の態様に記載の有機物分解装置である。
【００１３】
本発明の第５の態様は、
前記複数の給気管による磁化空気の供給方向が、前記反応装置内で斜め下向きに設定されている
ことを特徴とする上記第４の態様に記載の有機物分解装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、反応装置の内部で磁化空気を用いて有機物を分解反応させる場合に、有機物の分解反応を良好に維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る給湯システムの構成を示す概略図である。
【図２】熱交換装置、補助加温装置および主熱分解装置の設置状態を側面方向から見た場合の概略図である。
【図３】図２に示す熱交換装置および補助加温装置をＳ矢視方向から見た場合の各々の内部構造を示す概略図である。
【図４】熱交換装置、主熱分解装置および副熱分解装置の設置状態を上側から見た場合の概略図である。
【図５】主熱分解装置および副熱分解装置の設置状態を正面側から見た場合の概略図である。
【図６】空気磁化器の概略的な構成例を示す断面図である。
【図７】主熱分解装置を上方から見た場合の給気管の配置状態を示す概略図である。
【図８】主熱分解装置を側方から見た場合の給気管の配置状態を示す概略図である。
【図９】副熱分解装置を上方から見た場合の給気管の配置状態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
本発明の実施の形態においては、次の順序で説明を行う。
１．給湯システムの構成
１−１．給水系
１−２．給湯装置
１−３．貯水槽
１−４．配水系
２．給湯システムの動作
３．給湯装置の構成
３−１．熱交換装置の構成
３−２．補助加温装置の構成
３−３．主熱分解装置の構成
３−４．副熱分解装置の構成
４．給湯装置の動作
４−１．熱交換装置の動作
４−２．補助加温装置の動作
４−３．主熱分解装置の動作
４−４．副熱分解装置の動作
５．実施の形態の効果
６．変形例等
【００１７】
＜１．給湯システムの構成＞
図１は本発明の実施の形態に係る給湯システムの構成を示す概略図である。図示した給湯システム１は、大きくは、加温の対象となる処理水（水道水など）を供給する給水系２と、この給水系２によって供給された水を温水に変換する給湯装置３と、この給湯装置３で変換された温水を貯める貯水系４と、この貯水系４に貯められた温水を分配する配水系５とを備える。
【００１８】
＜１−１．給水系＞
給水系２は、たとえば処理水（以下、単に「水」とも記す）として水道水を使用する場合は、この水道水を貯めておく受水槽６と、この受水槽６から水の供給を受ける軟水機７とを備える。軟水機７は、水の中に含まれるカルシウムイオンやマグネシウムイオンなどの陽イオンを、イオン交換樹脂の働きでナトリウムイオンに置き換える働きを持つ機器である。受水槽６から軟水機７への給水は給水管８を通して行われる構成になっている。なお、本実施の形態では軟水機７を用いているが、給湯システム１を構成するうえでは軟水機７を用いなくてもよい。すなわち、受水槽６に貯めた水を直接、給湯装置３の熱交換装置１１に供給する構成であってもよい。
【００１９】
＜１−２．給湯装置＞
給湯装置３は、無圧温水系を基とする給湯装置であって、熱源にバイオマスエネルギーを利活用した装置である。この給湯装置３は、熱交換装置１１と、補助加温装置１２と、主熱分解装置１３と、副熱分解装置１４とを備える。これら熱交換装置１１、補助加温装置１２、主熱分解装置１３および副熱分解装置１４は、軟水機７を通して供給される水を順に加温するものである。また、給湯装置３は、軟水機７を通して供給される水を、熱交換装置１１、補助加温装置１２、主熱分解装置１３および副熱分解装置１４の順で、上流側から下流側に流すために複数の給水管（後述）を備える。
【００２０】
軟水機７と熱交換装置１１とは、給水管１５によって接続してある。熱交換装置１１につながる給水管１５の途中には逆止弁１６を設けてある。熱交換装置１１と補助加温装置１２とは、給水管１７によって接続してある。熱交換装置１１から補助加温装置１２に向けて導出された給水管１７の途中には、逆止弁１８と安全逃がし弁１９とを設けてある。
【００２１】
補助加温装置１２と主熱分解装置１３とは、給水管２０によって接続してある。補助加温装置１２から主熱分解装置１３に向けて導出された給水管２０の途中には安全逃がし弁２１を設けてある。また、主熱分解装置１３につながる給水管２０の途中には逆止弁２２を設けてある。
【００２２】
主熱分解装置１３と副熱分解装置１４とは、給水管２３によって接続してある。主熱分解装置１３から副熱分解装置１４に向けて導出された給水管２３の途中には安全逃がし弁２４を設けてある。また、副熱分解装置１４につながる給水管２３の途中には逆止弁２５を設けてある。
【００２３】
＜１−３．貯水系＞
貯水系４は、予備貯水槽２６と、主貯水槽２７とを備える。予備貯水槽２６および主貯水槽２７は、それぞれ給湯装置３から供給される温水（お湯）を貯めておくものである。主貯水槽２７の貯水量は、予備貯水槽２６の貯水量に比べて、充分に多くなるように設定してある。たとえば、予備貯水槽２６の貯水量は１．２トン程度となっており、主貯水槽２７の貯水量は１０〜１５トン程度となっている。
【００２４】
副熱分解装置１４と予備貯水槽２６とは、給水管２８によって接続してある。副熱分解装置１４から予備貯水槽２６に向けて導出された給水管２８の途中には安全逃がし弁２９を設けてある。また、予備貯水槽２６につながる給水管２８の途中には逆止弁３０を設けてある。予備貯水槽２６と主貯水槽２７とは、給水管３１によって接続してある。
【００２５】
＜１−４．配水系＞
配水系５は、貯水系４に貯められた温水を給湯先（図では暖房用、浴室カラン用、浴槽用、シャワー用、ユニットバス用を例示）に分配して供給するものである。配水系５は、たとえば宿泊施設などでは、建物の中に設置される配管類で構成される。
【００２６】
＜２．給湯システムの動作＞
上記構成からなる給湯システム１は、次のように動作する。まず、受水槽６に貯められた水道水等を、給水管８を通して軟水機７に送り、そこで水道水等を軟水に換える。次に、軟水に換わった水を、給水管１５を通して熱交換装置１１に送る。軟水機７を設けない場合は、受水槽６から熱交換装置１１に直接、水道水等を送る。
【００２７】
次に、熱交換装置１１の内部を流れる過程で水を加温する。以下、熱交換装置１１で加温した後の水を「温水」と記す。次に、熱交換装置１１で加温済みの温水を、給水管１７を通して補助加温装置１２に送り、そこで再び温水を加温する。次に、補助加温装置１２で加温済みの温水を、給水管２０を通して主熱分解装置１３に送り、そこで再び温水を加温する。次に、主熱分解装置１３で加温済みの温水を、給水管２３を通して副熱分解装置１４に送り、そこで再び温水を加温する。この過程で温水の温度は加温のたびに高くなる。
【００２８】
次に、副熱分解装置１４で加温済みの温水を、給水管２８を通して予備貯水槽２６に送り、さらにそこから給水管３１を通して主貯水槽２７に送ることにより、予備貯水槽２６と主貯水槽２７にそれぞれ温水を貯める。その後、主貯水槽２７に貯まっている温水を、配水系５を通して給湯先に送る。その際、主貯水槽２７から供給される温水の量に応じて、予備貯水槽２６から主貯水槽２７に温水を補給する。
【００２９】
＜３．給湯装置の構成＞
次に、給湯装置３を構成する熱交換装置１１、補助加温装置１２、主熱分解装置１３および副熱分解装置１４について、図２〜図５を参照しながら順に説明する。
【００３０】
図２は熱交換装置、補助加温装置および主熱分解装置の設置状態を側面方向から見た場合の概略図である。図３は図２に示す熱交換装置および補助加温装置をＳ矢視方向から見た場合の各々の内部構造を示す概略図である。また、図４は熱交換装置、主熱分解装置および副熱分解装置の設置状態を上側から見た場合の概略図であり、図５は主熱分解装置および副熱分解装置の設置状態を正面側から見た場合の概略図である。なお、各々の装置内で、水路となる部分には、他の部分と視覚的に区別がつくように、ハッチング処理を施してある。
【００３１】
＜３−１．熱交換装置の構成＞
熱交換装置１１は、給水管１５を通して供給される水を、補助加温装置１２から排気と一緒に排出される熱を利用して加温するものである。熱交換装置１１の内部には、図３に示すように、横Ｕ字形の排気路３５と、この排気路３５を渦巻き状に取り囲む水路（不図示）を形成してある。また、熱交換装置１１の内部にはファン３６を設けてある。排気路３５の一端は取入口３７となっており、同他端は排出口３８になっている。水路の一端は取入口３９に接続してあり、同他端は取出口４０に接続してある。取入口３９は上述した給水管１５につながる部分であり、取出口４０は上述した給水管１７につながる部分である。ファン３６は、排気路３５の長さ方向において、排出口３８に近い位置に設けてある。ファン３６を回転駆動すると、図中矢印で示すように、排気路３５の中を取入口３７から排出口３８に向かって排気が流れる構成になっている。
【００３２】
＜３−２．補助的加温装置の構成＞
補助加温装置１２は、熱交換装置１１から給水管１７を通して供給される温水を、主熱分解装置１３および副熱分解装置１４から排気と一緒に排出される熱を利用して加温するものである。補助加温装置１２は、図２に示すように、熱交換装置１１とともに、主熱分解装置１３の本体部分に付設するかたちで当該主熱分解装置１３の背面側Ｒに搭載してある。具体的には、主熱分解装置１３の背面側Ｒに支持台４５を設け、この支持台４５の上に補助加温装置１２を搭載し、さらに補助加温装置１２の上に熱交換装置１１を搭載してある。
【００３３】
補助加温装置１２の内部には、図３に示すように、第１排気路４１、第２排気路４２、第３排気路４３および第４排気路４４を設けてある。第１排気路４１は、主熱分解装置１３の内部に通じる排気路である。第２排気路４２は、副熱分解装置１４の内部に通じる排気路である。第３排気路４３および第４排気路４４は、上述した排気路３５の取入口３７につながる排気路である。第１排気路４１、第２排気路４２、第３排気路４３および第４排気路４４は、それぞれ鉛直方向に沿って互いに平行な向きに形成してある。ただし、第３排気路４３の上端部は略Ｌ字形に曲がっている。そして、排気路３５の取入口３７の手前で第３排気路４３が第４排気路４４につながっている。つまり、第３排気路４３と第４排気路４４とは、取入口３７の手前で合流し、そこで共通の排出口４６を形成している。そして、この排出口４６を排気路３５の取入口３７に接続してある。
【００３４】
また、補助加温装置１２の底部には、反応液溜まり槽４７を設けてある。反応液溜まり槽４７には、適量（たとえば、槽の全容量の半分程度）の水を収容してある。反応液溜まり槽４７の上部（水面Ｗｆよりも上方）は、水平方向に延びる空間になっており、この空間に臨む状態で第１排気路４１、第２排気路４２、第３排気路４３および第４排気路４４の各下端が開口している。
【００３５】
さらに、補助加温装置１２の内部には水路４８を形成してある。水路４８の一端は取入口４９に接続してあり、同他端は取出口５０に接続してある。取入口４９は上述した給水管１７につながる部分であり、取出口５０は上述した給水管２０につながる部分である。水路４８は、補助加温装置１２の内部で第３排気路４３と第４排気路４４とを取り巻くように形成してある。また、第３排気路４３と第４排気路４４には、それぞれヒータ５１，５２を付設してある。第３排気路４３に付設したヒータ５１は、第３排気路４３を流れる排気を当該ヒータ５１の熱で燃焼することにより、当該排気に含まれる臭いや微粒子等を消滅させる機能を果たす。つまり、ヒータ５１は、消臭および消塵の機能を果たす。同様に、第４排気路４４に付設したヒータ５２は、第４排気路４４を流れる排気を当該ヒータ５２の熱で燃焼することにより、消臭および消塵する機能を果たす。つまり、ヒータ５１，５２による燃焼によって、当該排気が環境基準をはるかに下回るきれいな気体となって排出される。また、燃焼によって生じた熱は、当該排気と一緒に上記の取入口３７から熱交換装置１１の内部に取り込まれる。
【００３６】
ヒータ５１，５２の熱は、第３排気路４３および第４排気路４４を取り巻く水路４８にも伝わる。このため、ヒータ５１，５２の熱は、排気の消臭等に利用されるだけではなく、水路４８を流れる温水を加温する熱としても利用される。
【００３７】
＜３−３．主熱分解装置の構成＞
主熱分解装置１３は、給水管２０を通して補助加温装置１２から供給される温水を、有機物の熱分解（分解反応）によって発生する熱を利用して加温するものである。この主熱分解装置１３は、本発明に係る「有機物分解装置」に相当するとともに、本発明に係る給湯装置が備える「熱源装置」に相当する。主熱分解装置１３は、図２、図３および図５に示すように、当該主熱分解装置１３の本体部分が外函５５と内函５６とを有する二重筒の構造になっている。外函５５と内函５６の側壁の相互間には、適度な隙間（たとえば、５０ｍｍ〜１００ｍｍ）を確保してある。これらの外函５５と内函５６は、主熱分解装置１３で有機物を分解反応させるための反応装置を構成する。外函５５は、たとえば、厚さが６ｍｍ〜１２ｍｍの鉄板を矩形の立方体に組み立てた構成になっている。内函５６は、たとえば、ステンレス鋼板を有底の四角い筒状に組み立てた構成になっている。内函５６は、外函５５の内側に吊り下げ式に取り付けてある。また、内函５６は、主として上下方向（鉛直方向）で、筒状の内函上部５７と有底筒状の内函下部５８とに分かれる。内函上部５７と内函下部５８の境界部分には、少なくとも内函５６の外周の一部（たとえば、２箇所）において、開口５９を設けてある。開口５９は、有機物の熱分解によって生じる分解気体や水蒸気等を、外函５５と内函５６間の隙間部分を通して還流させるためのものである。
【００３８】
内函上部５７には、水路６０を形成してある。水路６０は、加温の対象となる処理水（本例では補助加温装置１２から供給される温水）を、内函５６の外周に沿って流すためのものである。このため、水路６０は、内函上部５７の外周形状に沿って平面視四角形の環状に形成してある。水路６０は、内函５６内で有機物の分解反応により発生する熱が伝達される部分（つまり、水路６０内を流れる温水を分解反応による熱で加温できる部分）を経由するルートであれば、主熱分解装置１３内のいずれの部分にどのような形態で形成してもよい。ただし、有機物の分解反応により発生する熱を効率良く温水（流水）に伝えるためには、内函５６の側壁に隣接する位置に、なるべく広い面積をもって水路６０を形成することが好ましい。水路６０の一端は取入口６１に接続してあり、水路６０の他端は取出口６２に接続してある。取入口６１は上述した給水管２０につながる部分であり、取出口６２は上述した給水管２３につながる部分である。内函上部５７の水路形成部位よりも下側の部分は、斜め下向き（内向き）に傾斜した傾斜部５７ａとなっている。
【００３９】
内函下部５８は、図２に示すように、底部から上部に向かって、平坦部５８ａ、傾斜部５８ｂおよび筒部５８ｃに分かれている。平坦部５８ａは、内函下部５８の底面中央部に位置している。傾斜部５８ｂは、内函下部５８の底面外周部に位置している。筒部５８ｃは、内函下部５８の最外周部に位置している。
【００４０】
平坦部５８ａは、鉛直方向に対して垂直な平面（水平面）を形成している。平坦部５８ａは、内函５６の底部を形成している。平坦部５８ａは、厚さ９ｍｍの鉄板で構成してある。そして、平坦部５８ａの外周４辺をそれぞれ傾斜部５８ｂの下端部と溶接により接合してある。この接合部には、幅２ｍｍ、長さ５０ｍｍの切り込みを設けてある。また、平坦部５８ａには、幅２ｍｍのスリットを全面に形成してある。このスリットは、主熱分解装置１３の内部で起こる結露水や、有機物の分解反応によって発生する反応水が、内函下部５８の底に溜まらないように、当該結露水や反応水を透過させるものである。
【００４１】
ちなみに、内函下部５８の平坦部５８ａの下方には、図示しない反応液溜まり槽を設けてある。つまり、主熱分解装置１３の底部は、内函５６の底部（平坦部５８ａ）と、その下方にある反応液溜まり槽と、さらにその下方にある外函５５の底部とを有する３重構造になっている。したがって、平坦部５８ａのスリットを透過した水は、この反応液溜まり槽に落ちるようになっている。反応液溜まり槽には排液排出管がつながっていて、たとえば排液排出管に付設した開閉弁の操作により、必要に応じて排液排出管から排液を装置外部に排出し得るようになっている。ただし、排液排出管に付設した開閉弁にはトラップを設けてあり、このトラップによって排液排出管からの外気の侵入を阻止し得る構造になっている。また、図示はしないが、３重構造の最下層にはマイナスイオンセラミック微粉体を充填した槽を設けてある。
【００４２】
傾斜部５８ｂは、平坦部５８ａの外周部から外向きに斜め上方に立ち上がっている。水平面に対する傾斜部５８ｂの傾斜角度は、たとえば、３０°〜５０°に設定すればよい。筒部５８ｃは、傾斜部５８ｂの外周縁から垂直に立ち上がる状態で形成してある。また、筒部５８ｃは、上述した内函上部５７の傾斜部５７ａよりも外側に位置している。
【００４３】
主熱分解装置１３の正面側Ｆには、図２に示すように、投入口６３を設けてある。投入口６３は、主熱分解装置１３内の内函５６の中に有機物を投入するための開口である。投入口６３は、正面視四角形（矩形）の開口として形成してある。投入口６３は、蓋部材６４によって開閉される構成になっている。蓋部材６４にはバスケット部６５を一体に形成してある。バスケット部６５は、有機物を収容可能な空間を形成する部分である。バスケット部６５は、蓋部材６４を全開したときに上向きに開口し、蓋部材６４を全閉したときに内函５６に向かって斜め下向きに開口する構成になっている。蓋部材６４の取り付け部位の近傍には操作レバー６６を取り付けてある。
【００４４】
操作レバー６６は、蓋部材６４を開閉する場合に作業者等によって操作されるものである。操作レバー６６は、蓋部材６４が全閉されている状態では垂直に起立した姿勢を維持し、その状態から作業者等が操作レバー６６を手前側に倒すように回転操作すると、この操作レバー６６の動きに連動して蓋部材６４が開き動作する仕組みになっている。また、蓋部材６４を全開した状態から閉じ動作する場合は、手前に倒してある操作レバー６６を引き起こすように回転操作することにより、その操作レバー６６の動きに連動して蓋部材６４が閉じ動作する仕組みになっている。その際、操作レバー６６を引き起こす作業を容易に行えるように、たとえば、蓋部材６４を閉じ動作させる方向に力が加わるように分銅を吊り下げ、この分銅に作用する重力を利用して操作レバー６６の操作を補助する構成を採用してもよい。
【００４５】
また、主熱分解装置１３の正面側Ｆでかつ上述した投入口６３よりも下方には、取出口６７を設けてある。また、主熱分解装置１３の背面側Ｒの下部にも、取出口６７を設けてある。これらの取出口６７は、内函５６の中で熱分解を終えた有機物の残渣物を、主熱分解装置１３の外部に取り出すための開口である。各々の取出口６７は、正面視四角形（矩形）の開口として形成してある。各々の取出口６７は、それぞれに対応する蓋部材６８によって開閉される構成になっている。蓋部材６８は、たとえば、一方の側端部に回転軸を有する開閉式の蓋であって、図示しないレバーの操作により、それぞれに対応する取出口６７を開閉する仕組みになっている。取出口６７は、有機物の残渣物が堆積して残る内函５６の底部の空間（略すり鉢状の空間）に通じている。
【００４６】
一方、主熱分解装置１３の内部でかつ上述した内函５６の上方には、第１排気路７１と第２排気路７２とを形成してある。第１排気路７１の始端部は、内函５６の上方において、当該内函５６と対向するように斜め下向きに（投入口６３側を向いて）開口している。この第１排気路７１の始端部の開口は、図示しない内蓋で開閉される仕組みになっている。この内蓋は、上述した蓋部材６４を全閉した状態では閉じ状態となり、蓋部材６４を開き動作させたときに、これに連動して開き動作するようになっている。このような連動動作を実現する手段としては、たとえば、蓋部材６４を開閉するために操作レバー６６を回転操作する場合に、この回転操作に連動して歯車列等の動力伝達機構が作動し、その作動力を受けて内蓋が開閉する仕組みを採用すればよい。
【００４７】
第１排気路７１の一部は、補助加温装置１２に向けて外函５５の外側に突き出している。そして、その突き出し端となる第１排気路７１の終端部が、補助加温装置１２の第１排気路４１につながっている。第２排気路７２の始端部は、内函５６の上方において、当該内函５６と対向するように下向きに開口している。第２排気路７２の一部は、第１排気路７１と並んで外函５５の外側に突き出している。そして、その突き出し端となる第２排気路７２の終端部が、補助加温装置１２の第２排気路４２につながっている。
【００４８】
一方、主熱分解装置１３の外部には、当該主熱分解装置１３の保守・点検を行うための点検口７３を設けてある。点検口７３は、主熱分解装置１３の本体部分の左右に一つずつ設けてある。点検口７３は、当該点検口７３を通して空気が主熱分解装置１３の内外を行き来しないように、たとえば、光透過性を有する耐熱ガラスの板等で密閉してある。そして、この点検口７３を主熱分解装置１３の外側から覗くことで、主熱分解装置１３の内部の様子を目視で確認できるようになっている。また、点検口７３は開閉可能な構造になっている。そして、開状態とした点検口７３を通して外函５５底部の反応液溜まり槽のメンテナンス作業を行えるようになっている。
【００４９】
また、主熱分解装置１３の外部には、上述した点検口７３の近傍に位置してマイナスイオン発生装置７４を設けてある。マイナスイオン発生装置７４は、当該マイナスイオン発生装置７４の周辺の雰囲気、特に、主熱分解装置１３の内部の雰囲気が、マイナスイオンの発生によって有機物の低温分解に適した状態となるように、反応装置内の環境を整えるものである。
【００５０】
また、主熱分解装置１３の外部でかつ上述したマイナスイオン発生装置７４の下部には、給気用のチャンバー７５を設けてある。チャンバー７５は、主熱分解装置１３の外函５５の外周を取り囲むように形成してある。チャンバー７５の内部は、外部（大気）とは遮断された密閉空間になっている。ただし、チャンバー７５の少なくとも一部には、チャンバー７５内に空気（大気）を取り込むための取込部（不図示）を設けてある。さらにこの取込部にはチャンバー７５内に取り込む、単位時間当たりの空気量を制御する制御弁（不図示）を設けてある。
【００５１】
また、主熱分解装置１３は、図５に示すように、複数の給気管７７を備えている。各々の給気管７７は、主熱分解装置１３の内部に磁化空気を供給するためのものである。図２および図４においては、給気管７７の表記を省略してある。給気管７７の配置状態（側面から見た場合、平面的に見た場合）については、後段で説明する。各々の給気管７７は、反応装置を構成する外函５５と内函５６の側壁部分を貫通する状態で設けてある。また、各々の給気管７７は、一端を内函５６の内部（有機物が投入される部位）に開口し、かつ、他端を上記のチャンバー７５内の空間に開口するように配置してある。給気管７７の一方（チャンバー７５側）の開口は空気取込口となり、同他方（内函５６側）の開口は空気排出口となる。すなわち、給気管７７を通して供給される空気は、外函５５の外側にあるチャンバー７５から、内函５６の内部に向けて、当該給気管７７内を一方向に流れる構成になっている。給気管７７内を空気が必ず一方向に流れるように（つまり逆流させないために）、必要に応じて、給気管７７に逆止弁を取り付けてもよい。
【００５２】
各々の給気管７７の他端側（空気取込口側）には空気磁化器７８を付設してある。空気磁化器７８は、大気中からチャンバー７５内に取り込んだ空気に磁力を作用させることにより、当該空気を磁化空気に変換するものである。空気磁化器７８は、「生成手段」の一例として設けてある。空気磁化器７８は、チャンバー７５内に配置してある。本書で記述する「磁化空気」とは、強い磁界中に大気中の空気を通すことで、この空気中に存在する酸素が原子酸素化され振動して活性化された状態の空気（檄性酸化空気）をいう。
【００５３】
図６は空気磁化器の概略的な構成例を示す断面図である。図示のように、空気磁化器７８は、収容ケース７９と、一対の永久磁石８０ａ，８０ｂとを備えている。収容ケース７９は、一対の永久磁石８０ａ，８０ｂを収容するケースである。収容ケース７９は、給気管７７の一部を取り囲む状態で取り付けてある。給気管７７の断面形状は、円形（楕円を含む）でも矩形でもその他の多角形でもかまわないが、管の構成材料は非磁性体とする。一対の永久磁石８０ａ，８０ｂは、予め決められた空隙Ｇを介して互いに対向する状態に配置してある。一対の永久磁石８０ａ，８０ｂ間の間隙Ｇの寸法は、好ましくは６ｍｍ〜１８ｍｍの範囲で設定するのがよい。一対の永久磁石８０ａ，８０ｂは、互いに異なる磁極（Ｎ極又はＳ極）を対向するように配置してある。ただし、これに限らず、互いに同じ磁極を対向するように配置してもよい。
【００５４】
永久磁石８０ａ，８０ｂは、好ましくは、磁束密度が２００ｍＴ（ミリテスラ）〜６５０ｍＴの磁石で構成してある。具体的には、たとえば、強磁性体の永久磁石となる希土類磁石を用いて、永久磁石８０ａ，８０ｂを構成してある。永久磁石８０ａ，８０ｂとして用いる希土類磁石は、マイナスイオン微粉体によって包み込むように固めてある。この希土類磁石とマイナスイオンセラミック微粉体の作用により、一対の永久磁石８０ａ，８０ｂの間を通過する空気は、当該空気中に含まれる酸素が檄性活性化酸素に変化した磁化空気に変換される。檄性活性化酸素とは、空気中（大気中）の酸素が非常に強い磁場を通るときに分離して原子状になり、これによって激しい振動性をもって活性化された状態の酸素をいう。そして、当該酸素を有する空気が、磁化空気たる檄性酸化空気となる。
【００５５】
また、給気管７７における空気の流れ方向Ｆ（図６参照）において、空気磁化器７８よりも上流側には、流量制御弁７６を取り付けてある。流量制御弁７６は、給気管７７を流れる空気の量を制御（制限）するものである。
【００５６】
ここで、給気管７７の配置状態について説明する。
図７は主熱分解装置を上方から見た場合の給気管の配置状態を示す概略図である。また、図８は主熱分解装置を側方から見た場合の給気管の配置状態を示す概略図である。
【００５７】
まず、給気管７７は、側方から見ると、鉛直方向（上下）に多段に配置してある。一例として、本実施の形態においては、給気管７７を上下に３段に配置してある。この３段の配置を、上段、中段、下段に分けると、上段の給気管７７は、内函下部５８の筒部５８ｃを貫通する状態に配置してあり、中段および下段の給気管７７は、内函下部５８の傾斜部５８ｂを貫通する状態に配置してある。また、上段に配置した給気管７７の長さは、中段に配置した給気管７７の長さよりも短く設定してあり、中段に配置した給気管７７の長さは、下段に配置した給気管７７の長さよりも短く設定してある。つまり、内函下部５８の傾斜部５８ｂの傾き度合いに合わせて各段の給気管７７の長さを設定してある。
【００５８】
給気管７７は、主熱分解装置１３の本体部分（反応装置）を構成する外函５５および内函５６の各辺に複数本ずつ配置してある。一つの辺につき給気管７７を何本ずつ配置するかは、主熱分解装置１３の全体的な寸法に合わせて適宜設定すればよい。
【００５９】
各々の給気管７７は、主熱分解装置１３を上方から見た場合に、主熱分解装置１３の矩形の側壁と垂直をなす基準軸に対して、傾いた状態に配置してある。ここで記述する「基準軸」は、たとえば図例のように主熱分解装置１３の本体部分が平面視矩形をなす場合は、当該本体部分の中心で交差する２つの中心軸Ｊ１，Ｊ２に平行な直線軸として特定される。したがって、図７において、反応装置（５５，５６）の４つの側壁部分のうち、図中左右の側壁部分を貫通する状態に配置した給気管７７については、中心軸Ｊ１に平行な直線軸を基準軸とし、当該基準軸に対して傾いた状態に配置してある。また、図中上下の側壁部分を貫通する状態に配置した給気管７７については、中心軸Ｊ２に平行な直線軸を基準とし、当該基準軸に対して傾いた状態に配置してある。基準軸に対する給気管７７の傾き角度θは、少なくとも２°以上、より好ましくは５°以上、さらに好ましくは５°を超え３０°以下に設定するのがよい。
【００６０】
各々の給気管７７の傾き角度θはすべて同じ角度に設定してある。ただし、これに限らず、主熱分解装置１３の本体部分の各辺で給気管７７を取り付ける場所に応じて、給気管７７の傾き角度θを変えてもよい。たとえば、具体的に図示はしないが、各辺の中心部（中心軸Ｊ１，Ｊ２に近い部分）寄りに配置した給気管７７の傾き角度を相対的に大きく設定し、各辺の両端部寄りに配置した給気管７７の傾き角度を相対的に小さく設定してもよい。また、これとは逆に、各辺の中心部寄りに配置した給気管７７の傾き角度を相対的に小さく設定し、各辺の両端部寄りに配置した給気管７７の傾き角度を相対的に大きく設定してもよい。
【００６１】
また、各々の給気管７７は、上述した基準軸に対して、それぞれ共通の方向性をもって傾いた状態に配置してある。具体的には、複数の給気管７７の傾き方向を平面的に見た場合に、各々の給気管７７は、主熱分解装置１３の反応装置（５５，５６）の中心軸回りに一様な方向性をもって傾いた状態に配置してある。つまり、各々の給気管７７は、図７の反時計回り方向に一様に首を振る形に傾いている。したがって、上述のように各々の給気管７７の傾き角度θをすべて同じ角度に設定した場合は、主熱分解装置１３の反応装置（５５，５６）の４つの側壁部分のうち、相対向する側壁部分に取り付けられた給気管７７が互いに平行な向きに配置されることになる。
【００６２】
また、各々の給気管７７は、主熱分解装置１３を側方から見た場合に、少なくとも主熱分解装置１３の本体内に配置される給気管７７の部分が一様な傾きをもつように斜め下向きに配置してある。給気管７７の傾け方は、当該給気管７７の空気取込口側が高位側となり、同空気排出口側が低位側となるようにする。この場合、水平面に対する給気管７７の傾き角度は、たとえば、３°〜１５°の範囲内に設定するとよい。また、各々の給気管７７の空気排出口の部分は、当該空気排出口が下向きに開口するように斜めの切り口とするのがよい。
【００６３】
＜３−４．副熱分解装置の構成＞
副熱分解装置１４は、基本的に、上述した主熱分解装置１３と同様の構成を有している。したがって、この副熱分解装置１４も、本発明に係る「有機物分解装置」に相当するとともに、本発明に係る給湯装置が備える「熱源装置」に相当するものとなる。ただし、副熱分解装置１４の装置サイズや処理能力は、主熱分解装置１３よりも小さくなっている。
【００６４】
参考までに、図４および図５を用いて副熱分解装置１４の主要な構成を記述する。
まず、副熱分解装置１４は、外函８１および内函８２による二重構造によって本体部分（反応装置）を構成してある。内函８２の外周部にはこれに沿って水路８３を形成してある。水路８３の一部は取入口８４に接続してあり、水路８３の他部は取出口８５に接続してある。取入口８４は上述した給水管２３につながる部分であり、取出口８５は上述した給水管２８につながる部分である。
【００６５】
主熱分解装置１３には、図示はしないが、有機物を投入するための投入口とこれを開閉する蓋部材を設けてある。さらに、副熱分解装置１４の一方側の下部には、残渣物を取り出すための取出口８６とこれを開閉する蓋部材８７を設けてある。また、副熱分解装置１４の内函８２の上方には排気路８８を接続してある。この排気路８８は、排気路８９を介して主熱分解装置１３の第１排気路７１の途中につながっている。また、副熱分解装置１４の外部には給気用のチャンバー９１を設けてある。そして、このチャンバー９１と内函８２の内部とを接続するように複数の給気管９２を上下多段に配置し、かつ、各々の給気管９２に空気磁化器９３を付設してある。
【００６６】
給気管の配置状態は、主熱分解装置１３における給気管７７の配置状態と同様になっている。すなわち、副熱分解装置１４を側方から見た場合に、少なくとも副熱分解装置１４の本体内に配置される給気管９２の部分が一様な傾きをもつように斜め下向きに配置してある。また、副熱分解装置１４を上方から見た場合に、副熱分解装置１４の本体部分の中心から放射状に延びる基準軸（後述）に対して、各々の給気管９２を一様な方向に傾きをもって配置してある。
【００６７】
ただし、先述した主熱分解装置１３の反応装置を構成する外函５５および内函５６は、平面視矩形をなしているのに対して、副熱分解装置１４の反応装置を構成する外函８１および内函８２は、平面視円形をなしている。この場合は、副熱分解装置１４において、図９に示すように、複数の給気管９２を配置することになる。
【００６８】
具体的には、たとえば図示のように、内函８２の外周部に合計８つの給気管９２を均等な角度ピッチで配置する場合は、反応装置の側壁（外周壁）と垂直をなす基準軸が、内函８２の中心から放射状に延びる放射線として特定される。このため、８つの給気管９２を設ける場合は、内函８２の中心で交差する４つの基準軸Ｊ１１，Ｊ１２，Ｊ１２，Ｊ１４に対して、それぞれ給気管９２を傾けた状態で配置する。各基準軸Ｊ１１，Ｊ１２，Ｊ１２，Ｊ１４に対する給気管９２の傾き角度θについては、主熱分解装置１３の場合と同様に設定すればよい。
【００６９】
＜４．給湯装置の動作＞
以下に、給湯装置３の全体的な動作について簡単に説明し、その後で、熱交換装置１１、補助加温装置１２、主熱分解装置１３および副熱分解装置１４の個別的な動作について説明する。
【００７０】
給湯装置３においては、給水系２から給水管１５を通して供給される水を熱交換装置１１で加温する。次に、熱交換装置１１で加温済みの温水を給水管１７に送り出し、この給水管１７を通して補助加温装置１２に温水を送り込む。次に、補助加温装置１２で温水をさらに加温する。次に、補助加温装置１２で加温済みの温水を給水管２０に送り出し、この給水管２０を通して主熱分解装置１３に温水を送り込む。次に、主熱分解装置１３で温水をさらに加温する。次に、主熱分解装置１３で加温済みの温水を給水管２３に送り出し、この給水管２３を通して副熱分解装置１４に温水を送り込む。次に、副熱分解装置１４で温水をさらに加温する。次に、副熱分解装置１４で加温済みの温水を給水管２８に送り出し、この給水管２８を通して温水を貯水系４の予備貯水槽２６に送り込む。
【００７１】
＜４−１．熱交換装置の動作＞
熱交換装置１１においては、取入口３９を通して熱交換装置１１内に導入される水を、渦巻き状の水路（不図示）に沿って流すとともに、この水を補助加温装置１２からの排熱を利用して加温する。具体的には、補助加温装置１２から取入口３７を通して熱交換装置１１内に取り込まれる排気を、ファン３６の駆動により排気路３５に沿って流す。これにより、熱交換装置１１の排気路３５を取入口３７から排出口３８に向かって排気が流れる。この排気は、主熱分解装置１３または副熱分解装置１４を発生源とするもので、後述する有機物の分解反応によって発生する熱をもっている。したがって、主熱分解装置１３の内部を図示しない渦巻きの水路に案内されて流れる水は、排気路３５を流れる排気の熱で温められる。こうして熱交換装置１１で加温された温水は、水路の下流側の端部がつながる取出口４０から給水管１７に排出される。
【００７２】
＜４−２．補助的加温装置の動作＞
補助加温装置１２においては、取入口４９を通して補助加温装置１２内に導入される温水を、水路４８に沿って流すとともに、この温水を主熱分解装置１３および副熱分解装置１４の少なくとも一方からの排熱を利用して加温する。具体的には、以下のような排気の流れと温水の流れを利用して、当該温水を加温する。
【００７３】
はじめに、排気の流れについて説明する。
まず、主熱分解装置１３から排出された排気は第１排気路４１に導入され、副熱分解装置１４から排出された排気は第２排気路４２に導入される。こうして補助加温装置１２内に導入された排気は、それぞれの排気路４１，４２に沿って鉛直下向きに流れる。次に、各々の排気路４１，４２に沿って流れた排気が、反応液溜まり槽４７の水面上の空間に沿って水平方向に流れる。このとき、排気に含まれる油分等が水面Ｗｆに接触し、反応液溜まり槽４７に捕捉される。次に、反応液溜まり槽４７の空間を流れた排気が、第３排気路４３と第４排気路４４とに分けて導入された後、各々の排気路４３，４４に沿って鉛直上向きに流れる。その後、各々の排気路４３，４４に沿って流れた排気が取入口３７の手前で混合した後、排出口４６および取入口３７を通して熱交換装置１１側に送り出される。
【００７４】
次に、温水の流れについて説明する。
まず、取入口４９を通して補助加温装置１２内に導入された温水は、水路４８に沿って流れる。この水路４８は、前述したように第３排気路４３と第４排気路４４とを取り巻くように形成してある。また、３排気路４３と第４排気路４４には、それぞれヒータ５１，５２を付設してある。このため、水路４８を流れる温水は、第３排気路４３を流れる排気の熱と、第４排気路４４を流れる排気の熱と、ヒータ５１が発生する熱と、ヒータ５２が発生する熱とによって温められる。こうして補助加温装置１２で加温された温水は、水路４８がつながる取出口５０から給水管２０に排出される。
【００７５】
＜４−３．主熱分解装置の動作＞
主熱分解装置１３においては、取入口６１を通して主熱分解装置１３内に導入される温水を、水路６０に沿って流すとともに、この温水を内函５６内で有機物を熱分解することで生じる熱を利用して加温する。具体的には、以下のようにして温水を加温する。
【００７６】
まず、主熱分解装置１３を稼働中にする。ここで記述する「稼働中」とは、主熱分解装置１３の内部で有機物の熱分解（分解反応）が連続的に行われている状態をいう。具体的には、以下のような手順によって主熱分解装置１３を稼働させる。
【００７７】
まず、主熱分解装置１３の正面側Ｆに設けた操作レバー６６を手前側に倒すように操作することにより、蓋部材６４を開き動作させる。これにより、投入口６３が開放された状態となる。このとき、内函５６内の有機物の分解反応によって発生する排気が投入口６３から排出されないように、たとえば、次のような構成を採用するとよい。すなわち、蓋部材６４に略Ｌ字形に２つの蓋部を一体に形成しておく。そして、蓋部材６４を全閉した状態では一方の蓋部で投入口６３を閉じ状態に保持し、蓋部材６４を全開した状態では他方の蓋部で投入口６３を閉じ状態に保持する構成とする。
【００７８】
次に、投入口６３のバスケット部６５に有機物を積載する。主熱分解装置１３で分解処理の対象とする有機物としては、たとえば、木材チップ、紙類、プラスチック類、生ゴミなどの廃棄物（廃棄物系のバイオマス）が考えられるが、それ以外の有機物であってもよい。
【００７９】
次に、先ほどとは反対に操作レバー６６を引き起こすように操作することにより、蓋部材６４を閉じ動作させる。これにより、蓋部材６４のバスケット部６５に積載された有機物が自重落下によって内函５６内に投入される。この投入作業を必要に応じて複数回繰り返すことにより、内函５６内に所要量の有機物を投入する。
【００８０】
次に、内函５６内の有機物が分解を開始するに必要な温度を付与するために、たとえば、着火した新聞紙等を内函５６内に挿入する。あるいは、バーナーで着火してもよい。そうすると、この着火作業をきっかけに内函５６内で有機物の分解反応が始まる。これは、着火によって加えられる熱が、有機物の分解反応に必要な臨界温度を超えるからである。有機物の分解が進行するメカニズムは、上記特許文献１でも記述されているように不明な点がある。しかし、他の特許文献（たとえば、特許４００６４２７号公報など）でも実証されているように、有機物の分解反応に磁化空気が寄与していることは疑いのないところである。有機物の分解反応は、連続的に起こる。その理由は、ある部分で有機物が分解されると、そこで熱が発生し、この熱が別の部分の分解を誘発することで、有機物の分解が連鎖的に起こるためと考えられる。
【００８１】
有機物の低温分解に必要となる磁化空気は、空気磁化器７８により生成されるとともに、給気管７７を通して装置内部に供給される。以下、より具体的に説明する。
まず、チャンバー７５内に取り込んだ空気を給気管７７に導入する。次に、給気管７７に取り込んだ空気を、当該給気管７７に付設の空気磁化器７８で磁化空気に変換する。給気管７７を通した磁化空気の供給は自然吸気で行う仕組みになっている。その原理を簡単に説明すると、内函５６の内部では有機物の分解によって発生した熱や排気が自然対流によって上方に流れる。そうすると、内函５６の内部は負圧になる。その結果、内函５６とチャンバー７５との間に気圧差が生じ、この気圧差にしたがって高圧側（チャンバー７５側）から低圧側（内函５６側）に空気の流れが発生する。その結果、チャンバー７５内の空気が給気管７７を通して内函５６内に引き込まれることになる。
【００８２】
その際、給気管７７の内部を空気が過剰に多くまたは速く流れると、空気磁化器７８によって充分に磁化されていない空気が内函５６に供給されるおそれがある。そのため、上記図６に示すように空気磁化器７８よりも上流側に流量制御弁７６を設け、給気管７７を流れる空気の量を流量制御弁７６で制御（制限）する仕組みになっている。これにより、個々の給気管７７ごとに、当該給気管７７を流れる空気の量を制御し、充分に磁化された空気だけを内函５６に送り込むことができる。また、これに加えて、その時々の状況により、チャンバー７５に取り込む空気の量を図示しない制御弁で制御してもよい。
【００８３】
ここで、推測ではあるが、有機物の分解は、次のようなメカニズムで進行すると考えられる。まず、有機物の分解に必要となる磁化空気は、空気磁化器７８の永久磁石８０ａ，８０ｂが発生する強磁場を空気が通過することで、当該空気中の酸素が檄性活性化酸素に変化した気体となる。この気体は、強い磁力の作用を受けて原子状になった酸素が激しく振動した状態になっている。このため、酸化と振動の相乗的な作用により、その気体に触れた有機物が激しく酸化分解され、これによって燃焼温度よりも低い温度で有機物の分解（低温分解）が進行する。また、そうした激しい酸化分解により、有機物は、鎖式化合物、環式化合物、さらにはそれらの化合物を構成しているあらゆる微量元素も、原子状元素まで分解される。これは、檄性活性化酸素が、有機物を構成するＣ（炭素）、Ｈ（水素）、Ｎ（窒素）、Ｓ（硫黄）等の元素（主としてＣ）を原子状にまで分解するためと考えられる。
【００８４】
こうした分解反応により、有機物は、分解前に比べて、１／１００〜１／３００まで減容する。通常のゴミ焼却炉が１／１０程度の減容率であることを考えると、上記の分解反応によって達成される減容率がどれだけ顕著であるかが分かる。
【００８５】
また、上記の分解反応によって発生する熱により、内函５６の内部では分解途中の有機物が１２００℃程度のコアを形成する。そして、そのコアを囲む内函５６の側壁部分は３８０℃程度の温度に維持される。また、内函５６内の有機物が連鎖反応的に分解処理されることで、内函５６内が高温状態に維持される。その結果、主熱分解装置１３が稼働状態となる。主熱分解装置１３の稼働中は投入口６３を蓋部材６４で閉じておく。主熱分解装置１３の内部は、投入口６３、取出口６７、点検口７３等の開口を閉じた状態では、給気管７７を通して供給される磁化空気を除いて、外気が侵入しないように密閉された状態となる。
【００８６】
このように主熱分解装置１３が稼働状態になると、有機物の分解反応による熱エネルギーを受けて内函５６が熱くなる。したがって、内函５６を取り巻くように形成してある環状の水路６０に温水を流すと、この温水が内函５６を通して加温される。こうして水路６０を流れるときに加温された温水は取出口６２から排出される。
【００８７】
また、有機物の分解によって発生した熱や排気は、投入口６３を蓋部材６４で閉じた状態では、第２排気路７２に流れ込む。この排気の流れ込みは、ブロアやファン等を用いた強制排気を行わなくても、有機物の分解反応によって発生する熱エネルギーを利用した自然排気によってなされる。第２排気路７２に流れ込んだ排気は、そのまま補助加温装置１２の第２排気路４２に導かれる。次に、この排気は、上述のように補助加温装置１２内を流れた後、熱交換装置１１内の排気路３５を流れて、外部（大気中）に排出される。
【００８８】
その後、主熱分解装置１３の稼働状態が継続して有機物の熱分解が進むと、分解反応を終えた有機物が灰化した状態となる。灰化した有機物は、無機のセラミック微粉体となって内函５６の底部に堆積する。また、有機物の熱分解によって発生した排ガスや水蒸気等は、外函５５と内函５６間の隙間部分を通って下降した後、開口５９を通して内函５６内に戻って還流する。
【００８９】
その後、さらに有機物の熱分解が進むと、時間の経過ととともに、分解の途中または分解されていない有機物の量が減ってくる。このため、主熱分解装置１３を稼働状態に維持するには、内函５６内に有機物を追加で投入する必要がある。
【００９０】
有機物を補充するにあたっては、上述した手順で蓋部材６４を開いて投入口６３を開放させる。このとき、第１排気路７１を閉じている内蓋が、蓋部材６４の開き動作に連動して開く。このため、内函５６内で発生した排気は、前述した第２排気路７２に加えて、第１排気路７１にも流れ込むようになる。このため、投入口６３を開放する場合に、この投入口６３からの排気の漏洩が抑制される。
【００９１】
その後、有機物をバスケット部６５に積み終えたら、蓋部材６４を閉じ動作させる。そうすると、この閉じ動作に連動して第１排気路７１の内蓋がもとの閉じた状態に戻る。このため、内函５６内で発生した排気も、第２排気路７２だけに流れ込むようになる。また、蓋部材６４の閉じ動作によって内函５６内に投入された有機物は、それ以前に投入されて分解が進行中の有機物からの熱を受けて、これと同様に分解されていく。したがって、主熱分解装置１３を長期にわたって連続的に稼働する場合は、たとえば、朝・夜の２回ずつ定期的に有機物の追加投入を行うことで、主熱分解装置１３を稼働中の状態に維持することができる。また、主熱分解装置１３の底部に溜まった残渣物（セラミック微粉体を含む）については、主熱分解装置１３の正面側に設けた取出口６７や背面側に設けた取出口６７から取り出す。
【００９２】
主熱分解装置１３から取り出された灰状の残渣物は、分解を終えた状態のセラミック微粉体だけでなく、分解途中の炭化物も混在している。そこで、灰状の残渣物をふるいにかけて選別する。ふるいは、１２メッシュ程度のものを用いるとよい。ふるいにかけると、灰状の残渣物からセラミック微粉体が取り除かれるため、分解途中の炭化物だけを採取することができる。そこで、この炭化物については再び内函５６の内部に投入する。これにより、内函５６に再投入した炭化物の分解が進むことになる。また、内函５６に再投入する以外にも、たとえば、主熱分解装置１３から取り出した炭化物を副熱分解装置１４の反応装置内に投入し、その熱を利用して当該反応装置内の有機物の分解反応を維持してもよい。
【００９３】
＜４−４．副熱分解装置の動作＞
副熱分解装置１４においては、取入口８４を通して副熱分解装置１４内に導入される温水を、水路８３に沿って流すとともに、この温水を内函８２内で有機物を熱分解することで生じる熱を利用して加温する。副熱分解装置１４の動作の詳細については、上述した主熱分解装置１３の動作と同様であるため、説明を省略する。
【００９４】
＜５．実施の形態の効果＞
ここで、本発明の実施の形態に係る主熱分解装置１３で採用している給気管７７の配置状態の技術的な意義について説明する。なお、以下に記述する内容は、副熱分解装置１４でも同様に言えることである。
【００９５】
まず、主熱分解装置１３を平面的に見た場合の給気管７７の配置状態として、上記図７に示すように、中心軸Ｊ１，Ｊ２に平行な基準軸（仮想軸）に対し、各々の給気管７７を傾けた状態に配置すると、この傾きにしたがって各々の給気管７７から内函５６内に磁化空気が送り出される。つまり、給気管７７から内函５６内に供給される磁化空気の供給方向（吹き出し方向）が、上記の基準軸に対して傾きをもつことになる。具体的には、磁化空気の供給方向が、基準軸に対して角度θの傾きをもつことになる。
【００９６】
そうした場合、磁化空気の流れ方は、次のようになると考えられる。すなわち、ある一つの給気管７７から供給された磁化空気が有機物の表面に到達すると、そこで磁化空気の流れが拡散する。このとき、一部の磁化空気は、給気管７７からの供給方向にしたがって拡散するが、他の磁化空気は、それに逆らって拡散する。その理由は、磁化空気が到達する有機物の表面が一定の方向を向かず、表面状態も凹凸面となるためである。ただし、給気管７７からの供給方向に逆らって拡散する磁化空気に対しては、別の給気管７７からの供給方向にしたがって拡散した磁化空気が衝突する。また、給気管７７からの供給方向にしたがって拡散する磁化空気の量は、それに逆らって拡散する磁化空気の量よりも多くなる。このため、内函５６内で上記磁化空気の衝突が同時多発的に起こることにより、磁化空気の全体的な流れは、局所的に適度な乱れを伴いつつ、一様な方向性をもつようになる。したがって、各々の給気管７７から供給された磁化空気は、内函５６内を還流するような流れ方になる。
【００９７】
その結果、基準軸に対して給気管７７を傾けずに配置した場合と比較して、内函５６内での磁化空気の回り込み率が高くなる。このため、内函５６内で磁化空気がより均一に行き渡るようになる。特に、内函５６内の隅部（四隅）に対して磁化空気が効果的に供給されるようになる。したがって、内函５６内に投入した有機物の分解反応がスムーズに進行し、その状態が長く維持されるようになる。よって、分解反応によって熱を発する有機物のコアを長時間にわたって良好な状態に維持することができる。このため、主熱分解装置１３において、温水（加温対象となる水）に対する加温性能を安定的に維持することが可能となる。したがって、化石燃料等を用いなくても、安定した給湯能力をもつ給湯装置３を実現することが可能となる。
【００９８】
また、各々の給気管７７を反応装置（５５，５６）の中心軸回りに一様な方向性をもって傾けることにより、上記の「流れ方」の現象と相まって、各々の給気管７７から供給される磁化空気が、内函５６内で全体的に渦を描くように自然対流（以下、「渦流」とも記す）する。このため、内函５６内の全域に磁化空気が均一に行き渡るようになる。したがって、内函５６内での磁化空気の回り込み率向上に大きく寄与するものとなる。
【００９９】
また、給気管７７を斜め下向きに傾けて配置した場合は、各々の給気管７７から斜め下向きに磁化空気が供給される。こうして内函５６内に供給された磁化空気は、上記の渦流によって上昇する。このため、内函５６の底部から上部にかけて磁化空気を効率良く行き渡らせることができる。
【０１００】
これに加えて、少なくとも空気磁化器７８よりも下流側の部分で給気管７７を斜め下向きに配置した場合は、永久磁石８０ａ，８０ｂを水分から保護することができる。すなわち、給気管７７を斜め下向きに配置すると、有機物の分解反応によって生じた反応水等が給気管７７内に侵入しても、給気管７７の傾斜を利用して反応水等を排出させることができる。このため、反応水等が給気管７７の内面を伝って空気磁化器７８の設置部位に到達することが皆無になる。したがって、空気磁化器７８に組み込んである永久磁石８０ａ，８０ｂが水分の付着によって劣化することを防止できる。特に、希土類磁石は強い磁力をもつ反面、耐水性に劣るため、給気管７７の傾斜を利用して水分の付着を防止することが有益になる。
【０１０１】
＜６．変形例等＞
なお、本発明の技術的範囲は上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。
【０１０２】
たとえば、上記実施の形態においては、給気管７７を真っ直ぐな構造とし、この給気管７７全体を基準軸に対して傾けた状態に配置することにより、給気管７７から供給される磁化空気の供給方向を基準軸に対して傾けるようにしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、内函５６の内部に臨む給気管７７の先端側を曲げた構成や、チャンバー７５から内函５６に至るまでの区間で給気管７７を曲げた構成を採用することにより、上記のように磁化空気の供給方向に傾きをもたせてもよい。この点は、磁化空気の供給方向を斜め下向きに設定する場合についても同様である。
【符号の説明】
【０１０３】
１…給湯システム、２…給水系、３…給湯装置、４…貯水系、５…配水系、８…給水管、１１…熱交換装置、１２…補助加温装置、１３…主熱分解装置、１４…副熱分解装置、１５…給水管、１７…給水管、２０…給水管、２３…給水管、２８…給水管、５５…外函、５６…内函、６０…水路、６１…取入口、６２…取出口、７７…給気管、７８…空気磁化器
【要約】
【課題】反応装置の内部で磁化空気を用いて有機物を分解反応させる場合に、有機物の分解反応を良好に維持することができる技術を提供する。
【解決手段】空気磁化器７８で生成された磁化空気を、有機物の分解反応が行われる反応装置（５５，５６）に供給する複数の給気管７７を備える有機物分解装置の構成として、各々の給気管７７は、反応装置（５５，５６）の側壁部分を貫通する状態で設けられるとともに、反応装置（５５，５６）の側壁と垂直をなす基準軸に対して傾きをもつように配置されている。
【選択図】図５【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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