(57)【要約】【課題】消費エネルギーが少なく、且つ、稼動する際に環境汚染物質を排出することのない環境に優しい熱発生装置を提供すること。【解決手段】誘電磁気熱発生装置１ａは、二重筒状の発熱体４ａと、所定の材料から形成された耐火物（最大耐火温度：約３０００℃）５ａ，５ｂと、誘導加熱コイル７と、当該誘導加熱コイルに電流を供給するための電源と、被処理物が導入されるようになっている熱処理室４３とを有している。このような装置によれば、装置全体にダメージを与えることなく２５００℃程度までは熱処理室を加熱することができるとともに、このような超高温度の状態を、長時間にわたって保持することができる。その結果、たとえば、この装置を廃棄物を焼却処理するための装置において利用した場合には、ほとんど残渣を生じさせることなく、且つ、有害物質を排出することなく、廃棄物を焼却することが可能になる。【選択図】図１
2005141914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性部材から構成され、耐熱性を有し、電磁誘導作用によって発熱し得る発熱体と、
前記発熱体を囲繞する絶縁性の耐火物と、
前記耐火物を介して前記発熱体の周囲に巻回され、前記発熱体を電磁誘導加熱するための誘導加熱コイルと、
前記誘導加熱コイルに電気的に接続され、当該誘導加熱コイルに電流を供給するための電源と、を有しており、
前記電源によって前記誘導加熱コイルに電力が供給された際には、電磁誘導作用によって、前記発熱体が自己発熱するようになっていることを特徴とする誘電磁気熱発生装置。
【請求項２】
電磁誘導を利用して被処理物に対して熱処理を施すための誘電磁気熱発生装置であって、
導電性部材から構成され、耐熱性を有し、電磁誘導作用によって発熱し得る発熱体と、
前記発熱体を囲繞する絶縁性の耐火物と、
前記耐火物を介して前記発熱体の周囲に巻回され、前記発熱体を電磁誘導加熱するための誘導加熱コイルと、
前記誘導加熱コイルに電気的に接続され、当該誘導加熱コイルに電流を供給するための電源と、
前記発熱体を含み、前記被処理物が導入されるようになっている熱処理室と、
前記熱処理室に前記被処理物を導入するための導入口と、
熱処理が施された前記被処理物を、前記熱処理室から排出させるための排出口と、を有しており、
前記電源によって前記誘導加熱コイルに電力が供給された際には、電磁誘導作用によって、前記発熱体が自己発熱し、
発熱した前記発熱体によって、前記熱処理室が所定温度に加熱された状態において、前記被処理物に対して熱処理を施すようになっていることを特徴とする誘電磁気熱発生装置。
【請求項３】
電磁誘導を利用して被処理物に対して熱処理を施すための誘電磁気熱発生装置であって、
導電性部材から構成され、耐熱性を有し、電磁誘導作用によって発熱し得る発熱体と、
前記発熱体を囲繞する絶縁性の耐火物と、
前記耐火物を介して前記発熱体の周囲に巻回され、前記発熱体を電磁誘導加熱するための誘導加熱コイルと、
前記誘導加熱コイルに電気的に接続され、当該誘導加熱コイルに電流を供給するための電源と、
前記発熱体に形成され、前記被処理物が導入されるようになっている熱処理室と、
前記熱処理室に前記被処理物を導入するための導入口と、
熱処理が施された前記被処理物を、前記熱処理室から排出させるための排出口と、を有しており、
前記電源によって前記誘導加熱コイルに電力が供給された際には、電磁誘導作用によって、前記発熱体が自己発熱し、
発熱した前記発熱体によって、前記熱処理室が所定温度に加熱された状態において、前記被処理物に対して熱処理を施すようになっていることを特徴とする誘電磁気熱発生装置。
【請求項４】
電磁誘導を利用して、被処理物に対して熱処理を施すための誘電磁気熱発生装置であって、
複数の略球状の導電性部材から構成され、耐熱性を有し、電磁誘導作用によって発熱し得る発熱体と、
容器状に形成され、前記発熱体を収容する絶縁性の耐火物と、
前記発熱体を囲繞するように前記耐火物の外周に巻回され、前記被発熱体を電磁誘導加熱するための誘導加熱コイルと、
前記誘導加熱コイルに電気的に接続され、当該誘導加熱コイルに電流を供給するための電源と、
前記容器状の耐火物の内側に形成された熱処理室と、
前記熱処理室に前記被処理物を導入するための導入口と、
熱処理が施された前記被処理物を、前記熱処理室から排出させるための排出口と、を有しており、
前記電源によって前記誘導加熱コイルに電力が供給された際には、電磁誘導作用によって、前記発熱体が自己発熱し、
発熱した前記発熱体によって、前記熱処理室が所定温度に加熱された状態において、前記被処理物に対して熱処理を施すようになっていることを特徴とする誘電磁気熱発生装置。
【請求項５】
前記耐火物は、
ケイ石パーライトと、当該ケイ石パーライトの重量に対して１０〜２０ｗｔ％の塩化ナトリウムと、２５〜３５ｗｔ％のマグネシウムケイ酸塩と、３５〜４５ｗｔ％のナトリウム酸塩と、１０〜２０ｗｔ％のカルシウムと、５０〜１５０ｗｔ％の水と、を混合，混練することによって、所定の混練物を生成し、
前記混練物を所望の形状に成形し、
さらに、成形された前記混練物を乾燥させることによって製造されるようになっていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の誘電磁気熱発生装置。
【請求項６】
前記耐火物は、
ケイ石パーライトと、当該ケイ石パーライトの重量に対して１０〜２０ｗｔ％の塩化ナトリウムと、２５〜３５ｗｔ％のマグネシウムケイ酸塩と、３５〜４５ｗｔ％のナトリウム酸塩と、１０〜２０ｗｔ％のカルシウムと、５０〜１５０ｗｔ％の水と、１０〜３０ｗｔ％の金属粉末と、を混合，混練することによって、所定の混練物を生成し、
前記混練物を所望の形状に成形し、
さらに、成形された前記混練物を乾燥させることによって製造されるようになっていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の誘電磁気熱発生装置。
【請求項７】
前記発熱体は、径の異なる複数の筒状体を同軸状に重ねて成る複重筒から形成されており、
前記熱処理室は、前記発熱体において、径の大きい筒状体の内壁と、径の小さい筒状体の外壁と間に設けられていることを特徴とする請求項２乃至６の何れかに記載の誘電磁気熱発生装置。
【請求項８】
前記発熱体は、ほぼ同じ径を有する複数のリング状発熱部分を、ほぼ同心状に重ねて成る筒状体から構成されていることを特徴とする請求項２乃至７の何れかに記載の誘電磁気熱発生装置。
【請求項９】
前記発熱体は、導電性および耐熱性を有する線状の材料を、隙間なく螺旋状に巻くことによって形成された筒状体から構成されていることを特徴とする請求項２乃至７の何れかに記載の誘電磁気熱発生装置。
【請求項１０】
前記発熱体の少なくとも一部は、その壁面が凹凸形状を有するように形成されていることを特徴とする請求項２乃至９の何れかに記載の誘電磁気熱発生装置。
【請求項１１】
前記誘電磁気熱発生装置は、さらに、前記発熱体を周方向に回転させるための駆動手段を有していることを特徴とする請求項２乃至１０の何れかに記載の誘電磁気熱発生装置。
【請求項１２】
前記誘電磁気熱発生装置は、さらに、前記熱処理室の温度に応じて、前記誘導加熱コイルに電流を供給する前記電源の出力を制御するための制御手段を備えていることを特徴とする請求項２乃至１１の何れかに記載の誘電磁気熱発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁誘導作用によって発熱し得る発熱体を備えた誘電磁気熱発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
［第１の背景］
廃棄物（都市ゴミ等の一般廃棄物や、シュレッダーダスト等の産業廃棄物）を焼却処理するための焼却装置の分野においては、従来より、重油等の化石燃料を燃やすことによって炉内の温度を上昇させ、その熱で廃棄物を焼却する装置が用いられている。しかしながら、このような装置においては、廃棄物の焼却は、一般的に、８００℃程度の比較的低い温度領域で行われる。そのため、廃棄物中に含まれる塩素化合物が他の化合物と化合して、強い発ガン性を有するダイオキシンの生成が助長される。また、このような種類の装置は、廃棄物の焼却の際に、二酸化炭素や各種の有害物質を含む排煙を大気に放出するため、地球環境に著しい悪影響を与えている。このような環境汚染物質の大気への放出は、近年における産業の発達に伴って増加の一途をたどっているため、環境汚染を防止するための早急な対応が迫られている。
【０００３】
［第２の背景］
自動車等が備える内燃機関において燃料を燃焼させた際には、大量の二酸化炭素や各種の有害物質を含む排気ガスが発生する。そのため、内燃機関等から排出される排気による住民の健康の阻害や、地球温暖化による環境破壊の促進が懸念されている。
【０００４】
近年においては、上述した排気ガスに含まれる有害物質の量を可能な限り低減するために、触媒や、各種のフィルタが提供されてはいる。しかしながら、このような触媒やフィルタによる有害物質の低減作用は、必ずしも十分なものではない。また、現在提供されている触媒やフィルタによっては、地球温暖化の原因となる二酸化炭素を除去（無害な気体に分解）することは難しい。そのため、排気中の有害物質を無害化（あるいは除去）するとともに、二酸化炭素を分解することのできる装置の提供が強く望まれている。
【０００５】
［第３の背景］
従来より、火力や原子力を利用した発電システムが、地球規模で利用されている。このような従来から用いられている発電システムは、電力を供給するという点では、一般家庭や各種産業の要望に十分に応え得るものであったが、環境的な点においては課題があった。たとえば、火力発電所においては、発電する際に化石燃料を燃やすため、地球温暖化の原因となる二酸化炭素が大量に大気に放出される。また、原子力発電においては、燃料としてウラン燃料を用いているため、事故が起きた場合における周辺住民および環境への放射線による被害が懸念されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、上述した背景に鑑み、本発明の目的は、焼却システム、排気ガス浄化システム、発電システム等の様々なシステムにおいて応用することが可能な熱発生装置であって、環境に極めて優しい熱発生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）  上記目的を達成するために、本発明の誘電磁気熱発生装置は、
導電性部材から構成され、耐熱性を有し、電磁誘導作用によって発熱し得る発熱体と、
前記発熱体を囲繞する絶縁性の耐火物と、
前記耐火物を介して前記発熱体の周囲に巻回され、前記発熱体を電磁誘導加熱するための誘導加熱コイルと、
前記誘導加熱コイルに電気的に接続され、当該誘導加熱コイルに電流を供給するための電源と、を有しており、
前記電源によって前記誘導加熱コイルに電力が供給された際には、電磁誘導作用によって、前記発熱体が自己発熱するようになっている。
【０００８】
（２）  また、上記目的を達成するために、本発明の誘電磁気熱発生装置は、電磁誘導を利用して被処理物に対して熱処理を施すための誘電磁気熱発生装置であって、
導電性部材から構成され、耐熱性を有し、電磁誘導作用によって発熱し得る発熱体と、
前記発熱体を囲繞する絶縁性の耐火物と、
前記耐火物を介して前記発熱体の周囲に巻回され、前記発熱体を電磁誘導加熱するための誘導加熱コイルと、
前記誘導加熱コイルに電気的に接続され、当該誘導加熱コイルに電流を供給するための電源と、
前記発熱体を含み、前記被処理物が導入されるようになっている熱処理室と、
前記熱処理室に前記被処理物を導入するための導入口と、
熱処理が施された前記被処理物を、前記熱処理室から排出させるための排出口と、を有しており、
前記電源によって前記誘導加熱コイルに電力が供給された際には、電磁誘導作用によって、前記発熱体が自己発熱し、
発熱した前記発熱体によって、前記熱処理室が所定温度に加熱された状態において、前記被処理物に対して熱処理を施すようになっている。
【０００９】
（３）  また、上記目的を達成するために、本発明の誘電磁気熱発生装置は、電磁誘導を利用して被処理物に対して熱処理を施すための誘電磁気熱発生装置であって、
導電性部材から構成され、耐熱性を有し、電磁誘導作用によって発熱し得る発熱体と、
前記発熱体を囲繞する絶縁性の耐火物と、
前記耐火物を介して前記発熱体の周囲に巻回され、前記発熱体を電磁誘導加熱するための誘導加熱コイルと、
前記誘導加熱コイルに電気的に接続され、当該誘導加熱コイルに電流を供給するための電源と、
前記発熱体に形成され、前記被処理物が導入されるようになっている熱処理室と、
前記熱処理室に前記被処理物を導入するための導入口と、
熱処理が施された前記被処理物を、前記熱処理室から排出させるための排出口と、を有しており、
前記電源によって前記誘導加熱コイルに電力が供給された際には、電磁誘導作用によって、前記発熱体が自己発熱し、
発熱した前記発熱体によって、前記熱処理室が所定温度に加熱された状態において、前記被処理物に対して熱処理を施すようになっている。
【００１０】
（４）  また、上記目的を達成するために、本発明の誘電磁気熱発生装置は、電磁誘導を利用して、被処理物に対して熱処理を施すための誘電磁気熱発生装置であって、
複数の略球状の導電性部材から構成され、耐熱性を有し、電磁誘導作用によって発熱し得る発熱体と、
容器状に形成され、前記発熱体を収容する絶縁性の耐火物と、
前記発熱体を囲繞するように前記耐火物の外周に巻回され、前記被発熱体を電磁誘導加熱するための誘導加熱コイルと、
前記誘導加熱コイルに電気的に接続され、当該誘導加熱コイルに電流を供給するための電源と、
前記容器状の耐火物の内側に形成された熱処理室と、
前記熱処理室に前記被処理物を導入するための導入口と、
熱処理が施された前記被処理物を、前記熱処理室から排出させるための排出口と、を有しており、
前記電源によって前記誘導加熱コイルに電力が供給された際には、電磁誘導作用によって、前記発熱体が自己発熱し、
発熱した前記発熱体によって、前記熱処理室が所定温度に加熱された状態において、前記被処理物に対して熱処理を施すようになっていることを特徴とする誘電磁気熱発生装置。
【００１１】
（５）  上記（１）乃至（４）の何れかに記載の誘電磁気熱発生装置において、好ましくは、前記耐火物は、
ケイ石パーライトと、当該ケイ石パーライトの重量に対して１０〜２０ｗｔ％の塩化ナトリウムと、２５〜３５ｗｔ％のマグネシウムケイ酸塩と、３５〜４５ｗｔ％のナトリウム酸塩と、１０〜２０ｗｔ％のカルシウムと、５０〜１５０ｗｔ％の水と、を混合，混練することによって、所定の混練物を生成し、
前記混練物を所望の形状に成形し、
さらに、成形された前記混練物を乾燥させることによって製造されるようになっている。
【００１２】
（６）  上記（１）乃至（４）の何れかに記載の誘電磁気熱発生装置において、好ましくは、前記耐火物は、
ケイ石パーライトと、当該ケイ石パーライトの重量に対して１０〜２０ｗｔ％の塩化ナトリウムと、２５〜３５ｗｔ％のマグネシウムケイ酸塩と、３５〜４５ｗｔ％のナトリウム酸塩と、１０〜２０ｗｔ％のカルシウムと、５０〜１５０ｗｔ％の水と、１０〜３０ｗｔ％の金属粉末と、を混合，混練することによって、所定の混練物を生成し、
前記混練物を所望の形状に成形し、
さらに、成形された前記混練物を乾燥させることによって製造されるようになっている。
【００１３】
（７）  上記（２）乃至（６）の何れかに記載の誘電磁気熱発生装置において、好ましくは、前記発熱体は、径の異なる複数の筒状体を同軸状に重ねて成る複重筒から形成されており、
前記熱処理室は、前記発熱体において、径の大きい筒状体の内壁と、径の小さい筒状体の外壁と間に設けられている。
【００１４】
（８）  上記（２）乃至（７）の何れかに記載の誘電磁気熱発生装置において、好ましくは、前記発熱体は、ほぼ同じ径を有する複数のリング状発熱部分を、ほぼ同心状に重ねて成る筒状体から構成されている。
【００１５】
（９）  上記（２）乃至（７）の何れかに記載の誘電磁気熱発生装置において、好ましくは、前記発熱体は、導電性および耐熱性を有する線状の材料を、隙間なく螺旋状に巻くことによって形成された筒状体から構成されている。
【００１６】
（１０）  上記（２）乃至（９）の何れかに記載の誘電磁気熱発生装置において、好ましくは、前記発熱体の少なくとも一部は、その壁面が凹凸形状を有するように形成されている。
【００１７】
（１１）  上記（２）乃至（１０）の何れかに記載の誘電磁気熱発生装置において、好ましくは、前記誘電磁気熱発生装置は、さらに、前記発熱体を周方向に回転させるための駆動手段を有している。
【００１８】
（１２）  上記（２）乃至（１１）の何れかに記載の誘電磁気熱発生装置において、好ましくは、前記誘電磁気熱発生装置は、さらに、前記熱処理室の温度に応じて、前記誘導加熱コイルに電流を供給する前記電源の出力を制御するための制御手段を備えている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の誘電磁気熱発生装置は、電磁誘導の原理を利用して発熱体および熱処理室を加熱するようになっているので、たとえば従来の焼却装置が高温への立ち上げに数時間以上要するのに比べて、立ち上げ時間をかなり短くすることができる。
【００２０】
また、本発明の誘電磁気熱発生装置は、電気エネルギー（電磁誘導の原理）を利用して熱処理室を加熱するようになっているので、重油等の化石燃料を利用する従来の装置（たとえば焼却装置）と比べて、二酸化炭素の発生量を減らすことができる。その結果、二酸化炭素の大量発生による環境破壊を飛躍的に軽減することができる。
【００２１】
また、本発明の誘電磁気熱発生装置によれば、所定の材料から形成された耐火物（最大耐火温度：約３０００℃）を備えているので、装置全体にダメージを与えることなく２５００℃程度までは熱処理室を加熱することができるとともに、このような超高温度の状態を、長時間にわたって保持することができる。そして、このような特徴によれば、以下に述べる優れた効果が達成される。
【００２２】
たとえば、誘電磁気熱発生装置を廃棄物を焼却するための装置において利用した場合には、極めて高い温度雰囲気下（約２５００℃）において廃棄物を焼却することができるので、ダイオキシン等の有害物質，悪臭，粉塵等を生じさせることなく、廃棄物のほとんどを完全に燃焼させることができる。その結果、ほとんど残渣を生じさせることなく、且つ、有害物質を排出することなく、廃棄物を焼却することが可能になる。
【００２３】
また、たとえば、誘電磁気熱発生装置を環境汚染物質（たとえば排気ガス等に含まれる有害物質）を燃焼分解するための装置において利用した場合には、超高温に加熱された熱処理室に、環境汚染物質を通過させるだけで、これらの汚染物質を容易に燃焼分解することができる。したがって、たとえば、本発明の装置を、内燃機関に接続された排気通路（マフラー等）の途中に設けた場合には、二酸化炭素やＮＯｘ等の環境汚染物質が大気に放出される前に、そのほとんどを無臭・無害の気体に燃焼分解することが可能になる。
【００２４】
また、たとえば、誘電磁気熱発生装置を、医療廃棄物を高温殺菌処理するための装置において利用した場合には、医療廃棄物に含まれている病原菌を、超高温度条件下において、完全に死滅させることが可能になる。その結果、使用済みの医療廃棄物を、環境に悪影響を与えることなく、廃棄することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付図面に基づいて、本発明の誘電磁気熱発生装置の第１乃至第５の実施形態について説明する。
【００２６】
［第１実施形態に係る誘電磁気熱発生装置の概略構成］
まず最初に、図１乃至図３に基づいて、本発明の第１実施形態に係る横型の誘電磁気熱発生装置について説明する。
図１は、第１実施形態に係る誘電磁気熱発生装置１ａを示す断面図である。
図２は、図１に示す誘電磁気熱発生装置１ａが有する回転軸２，第１の耐火物５ａ，および発熱体４が一体的に回転している様子を示す断面図である（静止している部材を２点鎖線で示し、相対的に回転している部材を実線で示す）。
図３は、図１に示す誘電磁気熱発生装置１ａの電気的構成の概略を示す図である。
【００２７】
第１実施形態に係る誘電磁気熱発生装置１ａは、電磁誘導の原理を利用して被処理物に対して熱処理を施すための装置である。この誘電磁気熱発生装置１ａは、図１〜図３に示すように、概略、回転軸２と、当該回転軸を周方向に回転させるためのモータ（駆動手段）３と、二重筒状の発熱体４ａ（図において右上ハッチングで示す）と、略円筒形状を有する第１及び第２の耐火物５ａ，５ｂ（図において右下ハッチングで示す）と、発熱体４ａを電磁誘導加熱するための銅製の誘導加熱コイル（電磁コイル）７と、当該誘導加熱コイルに電気的に接続された電源９と、当該電源の出力を制御するための制御回路（制御手段）１０と、を有している。
【００２８】
なお、本発明において、「熱処理」とは、焼却処理や加熱処理等を含む趣旨である。また、本発明において、「被処理物」とは、たとえば下記（１）〜（６）に挙げる各被処理物を含む趣旨である。
（１）  焼却処理すべき廃棄物；
（２）  燃焼分解すべき環境汚染物質（たとえば、ダイオキシン、二酸化炭素、一酸化炭素、炭化水素、窒素化合物、フロンガス、ＮＯｘ、硫化水素等）；
（３）  加熱を伴う実験を実施する場合における実験対象物；
（４）  加熱をすることによって新たな物品（たとえば木炭）を製造する場合における被加熱物；
（５）  高温殺菌処理を施すべき廃棄物（たとえば医療廃棄物）；
（６）  加熱することによって溶接すべき被溶接物（たとえば、別体の金属、ガラス、合成樹脂等）。
【００２９】
さらに、本発明において、「熱処理が施された被処理物」とは、たとえば下記（１）〜（６）に挙げる各被処理物を含む趣旨である。
（１）  廃棄物を焼却した際に生じるわずかな残渣；
（２）  環境汚染物質（たとえば、ダイオキシン、二酸化炭素、一酸化炭素、炭化水素、窒素化合物、フロンガス、ＮＯｘ、硫化水素等）を燃焼分解することによって生じた無害化・無臭化した気体；
（３）  加熱実験が施された実験対象物；
（４）  加熱をすることによって製造された新たな物品（たとえば木炭）
（５）  高温殺菌処理された廃棄物；
（６）  加熱することによって溶接された被溶接物。
【００３０】
上述した誘電磁気熱発生装置１ａにおいて、回転軸２は、周方向に自在に回転できるように、図示しない複数の軸受によって軸支されている。この回転軸２の周囲には絶縁性を有する略円筒状の第１の耐火物５ａが設けられており、さらに、第１の耐火物５ａの周囲には二重筒状の発熱体４ａが設けられている。この回転軸２は、減速機構等を介してモータ３から伝達される駆動力によって、周方向に回転するようになっている。そして回転軸５が回転した際には、当該回転軸の回転に伴って、第１の耐火物５ａおよび発熱体４ａが周方向に一体的に回転するようになっている（図２及び図３参照）。
【００３１】
このような特徴によれば、熱処理室４３に温度ムラが生じないように、当該熱処理室の全体を均一に任意の温度に保つことができる。その結果、熱処理室４３に導入された被処理物に対して、ムラなく均質に熱処理を施すことが可能になる。したがって、たとえば焼却処理すべき廃棄物については、より効率的に焼却することができる。また、たとえばダイオキシンや二酸化炭素等の環境汚染物質については、より効率的に燃焼分解することが可能になる。
【００３２】
上述した発熱体４ａは、導電性および耐熱性を有する材料（たとえば、モリブデン、タングステン、タンタル等）から形成されている。この発熱体４ａは、径の異なる複数の筒状体（すなわち、内筒４１ａおよび外筒４２ａ）を同軸状に重ねて成る複重筒（二重筒）から形成されている。発熱体４ａを成す内筒４１ａおよび外筒４２ａは、内筒４１ａの外壁と外筒４２ａの内壁とを連結するアーム（図示せず）によって、一体化してある。
【００３３】
また、発熱体４ａには、被処理物が導入されるようになっている熱処理室４３が設けられている。この熱処理室４３は、発熱体４ａにおいて、径の大きい筒状体（外筒４１）の内壁と、径の小さい筒状体（内筒４２）の外壁との間に設けられている。このような構成によれば、効率良く、熱処理室４３を所望の温度にまで加熱することが可能になる。その結果、たとえば、熱処理室４３において廃棄物を焼却処理する場合には、効率良く廃棄物を焼却することが可能になる。
なお、本発明において、発熱体４ａの構成は必ずしも二重筒に限定されず、当該発熱体は、三重筒またはそれ以上の円筒を同軸状に重ねたものから構成されてもよい。
【００３４】
二重筒状の発熱体４ａの近傍には、図３に示すように、熱処理室４３の温度を計測するための温度センサー１３が設けられている。この温度センサー１３は、後述する制御回路１０に電気的に接続されている。
【００３５】
二重筒状の発熱体４ａの周囲には、所定間隙を介して、第１の耐火物５ａの構成材料と同じ材料から形成された第２の耐火物５ｂが設けられている。さらに、この第２の耐火物５ｂの周囲には、発熱体４ａを電磁誘導加熱するための誘導加熱コイル７が巻回してあり、この誘導加熱コイルによって、第２の耐火物５ｂを介して発熱体４ａの周囲が囲繞されている。
【００３６】
上述した誘導加熱コイル７は、任意の周波数の交流電流を出力可能な電源９に電気的に接続されており、この電源９によって、当該誘導加熱コイルに所定周波数の電流が供給されるようになっている。電源９には、制御回路１０が接続されており、上述した温度センサー１０から送信される計測信号に応じて、電源９から誘導加熱コイルに供給される電流を制御するようになっている。これにより、熱処理室４３を、簡単に所望の温度に設定することが可能になるとともに、当該熱処理室の温度を、簡単に一定の温度に保つことが可能になる。
【００３７】
なお、本発明において、誘導加熱コイル７の断面形状は特に限定されず、角形であってもよく、あるいは、丸形であってもよい。ただし、誘導加熱コイル７の過度の温度上昇を抑えるために、誘導加熱コイル７を、中空部分を有するように形成し、当該中空部分に冷却水を流通させることが好ましい。
【００３８】
［耐火物］
次に、本発明の誘電磁気熱発生装置１ａにおいて用いられる耐火物の詳細について説明する。
【００３９】
誘電磁気熱発生装置１ａにおいて用いられる耐火物５ａ，５ｂは、概ね下記（１）〜（４）の各工程を経て製造される。
（１）  ケイ石パーライト生成工程：  ケイ石を発泡させて５〜１０μｍの粒径のケイ石パーライトを得るための工程。
（２）  混合・混練工程：  前記ケイ石パーライトと、塩化ナトリウム、マグネシウムケイ酸塩、ナトリウム酸塩、カルシウムの各粉末、水、及び必要に応じてクロムやモリブデン等の金属粉末とを混合・混練するための工程。
（３）  成形工程：  前記混合・混練された混練物を所望の形状に成形するための工程。
（４）  乾燥工程：  前記成形された混練物を乾燥するための工程。
以下、これらの工程の詳細についてそれぞれ説明する。
【００４０】
１．ケイ石パーライト生成工程
ケイ石パーライト生成工程においては、まず最初に、原料であるケイ石を用意する。次に、このケイ石を、７００〜１３００℃の高温で加熱・発泡させる。これにより、ケイ石パーライトが生成される。
【００４１】
２．混合・混練工程
混合・混練工程においては、生成されたケイ石パーライトを、ミキサ等を利用して、塩化ナトリウム、マグネシウムケイ酸塩、ナトリウム酸塩、カルシウムの各粉末、水、及び必要に応じてクロムやモリブデン等の金属粉末と混合・混練する。このような金属粉末を用いた場合には、製造される耐火物の耐熱温度を上昇させることが可能になる。
【００４２】
この工程において、各原料の配合比は、配合されるケイ石パーライトの全重量に対して、以下の通りである。
塩化ナトリウム：  １０〜２０ｗｔ％
マグネシウムケイ酸塩：  ２５〜３５ｗｔ％
ナトリウム酸塩：  ３５〜４５ｗｔ％
カルシウム：  １０〜２０ｗｔ％
水：  ５０〜１５０ｗｔ％
クロムやモリブデン等の金属粉末（必要に応じて混合）：  １０〜３０ｗｔ％
【００４３】
３．成形工程
成形工程においては、上記混合・混練工程を経て得られた混練物を、たとえば、製造すべき耐火物の形状に形成された型内に、充填する。次に、これをプレスして所望の形状に成形する。このプレスは、１．５〜１６ｋｇ／ｍ２程度の圧力で行い、好ましくは５〜１０ｋｇ／ｍ２程度の圧力で行う。
【００４４】
このように、型内に充填された混練物をプレスすることにより、所望の形状の耐火物を容易に形成することができる。また、プレスにより各物質の粒子間の結合が密となるので、形成後における耐火物の強度を向上させることができる。
【００４５】
４．乾燥工程
乾燥工程においては、上記成形工程により所望の形状に成形された混練物に対して、乾燥処理を施す。この乾燥は、一般的には、常温にて、成形後の混練物を２０〜４０時間程度、好ましくは、３０時間程度自然乾燥することによって行われる。この乾燥処理は、必要に応じて、７０℃以下の温風、好ましくは４５〜５０℃の温風を吹き付けながら実施されてもよい。
【００４６】
以上の各工程を経て、超高温度の条件下において長時間の使用に耐え得る耐火物（最大耐火温度：約３０００℃）が製造される。
【００４７】
［誘電磁気熱発生装置の作用］
次に、誘電磁気熱発生装置１ａによる熱処理の一例として、廃棄物を焼却する場合を挙げて、誘電磁気熱発生装置１ａの作用について説明する。
【００４８】
廃棄物を焼却する際には、まず、電源９によって誘導加熱コイル７に任意の周波数の交流電流を供給する。これにより、発熱体の表面付近に電流（渦電流）が発生し、そのジュール熱によって発熱体４ａが急速に自己発熱する。
【００４９】
次に、発熱した発熱体４ａによって熱処理室４３が所定温度（２５００℃程度）にまで加熱されたら、回転軸２を回転させることによって、発熱体４ａ（熱処理室４３）を所定速度で周方向に回転させる（図２参照）。同時に、熱処理室４３が２５００℃程度に保たれた状態で、所定量の廃棄物を、導入口２１を介して熱処理室４３に導入し続ける。これにより、廃棄物に対して超高温で焼却処理が施される。
【００５０】
焼却が完了したら、最後に、焼却処理が施された廃棄物（僅かな残渣等）を、排出口２２を介して熱処理室４３から排出させる。
【００５１】
［誘電磁気熱発生装置の効果］
本発明の誘電磁気熱発生装置１ａは、電磁誘導の原理を利用して発熱体４ａおよび熱処理室４３を加熱するようになっているので、たとえば従来の焼却装置が高温への立ち上げに数時間以上要するのに比べて、立ち上げ時間をかなり短くすることができる。
【００５２】
また、本発明の誘電磁気熱発生装置１ａは、電気エネルギー（電磁誘導の原理）を利用して熱処理室４３を加熱するようになっているので、重油等の化石燃料を利用する従来の装置（たとえば焼却装置）と比べて、二酸化炭素の発生量を減らすことができる。その結果、二酸化炭素の大量発生による環境破壊を飛躍的に軽減することができる。
【００５３】
また、本発明の誘電磁気熱発生装置１ａによれば、所定の材料から形成された耐火物（最大耐火温度：約３０００℃）を備えているので、装置全体にダメージを与えることなく２５００℃程度までは熱処理室４３を加熱することができるとともに、このような超高温度の状態を、長時間にわたって保持することができる。そして、このような特徴によれば、下記（１）〜（３）に述べる優れた効果が達成される。
【００５４】
（１）  たとえば、本発明の誘電磁気熱発生装置を廃棄物を焼却するための装置において利用した場合には、極めて高い温度条件下（約２５００℃）において廃棄物を焼却することができるので、ダイオキシン等の有害物質，悪臭，粉塵等を生じさせることなく、廃棄物のほとんどを完全に燃焼させることができる。その結果、ほとんど残渣を生じさせることなく、且つ、有害物質を排出することなく、廃棄物を焼却することが可能になる。
【００５５】
（２）  また、たとえば、本発明の誘電磁気熱発生装置を環境汚染物質（たとえば排気ガス等に含まれる有害物質）を燃焼分解するための装置において利用した場合には、超高温に加熱された熱処理室に、環境汚染物質を通過させるだけで、これらの汚染物質を容易に燃焼分解することができる。したがって、たとえば、本発明の装置を、内燃機関に接続された排気通路（マフラー等）の途中に設けた場合には、二酸化炭素やＮＯｘ等が大気に放出される前に、そのほとんどを無臭・無害の気体に燃焼分解することが可能になる。
【００５６】
（３）  また、たとえば、本発明の誘電磁気熱発生装置を、医療廃棄物を高温殺菌処理するための装置において利用した場合には、医療廃棄物に含まれている病原菌を、超高温度条件下において、完全に死滅させることが可能になる。その結果、使用済みの医療廃棄物を、環境に悪影響を与えることなく、廃棄することが可能になる。
【００５７】
［第２実施形態］
次に、図４に基づいて、本発明の第２実施形態に係る横型の誘電磁気熱発生装置について説明する。図４は、第２実施形態に係る誘電磁気熱発生装置１ｂを示す断面図である。
【００５８】
第２実施形態に係る誘電磁気熱発生装置１ｂは、発熱体の構成を変更した点を除いて、上述した第１実施形態に係る誘電磁気熱発生装置１ａと同様の構成を有している。すなわち、第２実施形態において、発熱体４ｂは、その壁面（内筒４１ｂの外壁、および外筒４２ｂの内壁）が凹凸形状を有するように形成されている。
【００５９】
このような特徴を有する誘電磁気熱発生装置１ｂによれば、第１実施形態に係る誘電磁気熱発生装置１ａの作用・効果と同様の作用・効果が達成される。
加えて、本実施形態によれば、内筒４１ｂの外壁、及び外筒４２ｂの内壁を凹凸状に形成することにより、発熱体４ｂの表面積が全体として大きくなるので、熱処理室４３を効率良く加熱することが可能になる。さらに、たとえば、誘電磁気熱発生装置１ｂを焼却炉として用いる場合には、熱処理室４３において被焼却物をより効率良く（すなわち、ほとんど残渣が生じず、且つ、環境汚染物質が排出されないように）焼却することが可能になる。
【００６０】
［第３実施形態］
次に、図５に基づいて、本発明の第３実施形態に係る横型の誘電磁気熱発生装置について説明する。図５は、第３実施形態に係る誘電磁気熱発生装置１ｃを示す断面図である。
【００６１】
第３実施形態に係る誘電磁気熱発生装置１ｃは、発熱体の構成を変更した点を除いて、上述した第１実施形態に係る誘電磁気熱発生装置１ａと同様の構成を有している。すなわち、第３実施形態において、発熱体４ｃを構成する内筒４１ｃおよび外筒４２ｃのそれぞれは、図５に示すように、ほぼ同じ径を有する複数のリング状発熱部分４５１ｃ，４５２ｃを、ほぼ同心状に重ねて成る筒状体から構成されている。このような特徴を有する誘電磁気熱発生装置１ｃによれば、第２実施形態に係る誘電磁気熱発生装置１ｂと同様の優れた効果を達成することができる。
【００６２】
なお、このような優れた効果を達成するために、誘電磁気熱発生装置１ｃの発熱体４ｃは、必ずしも複数のリング状発熱部分から構成されている必要はない。すなわち、当該効果は、たとえば、発熱体４ｃを構成する内筒４１ｃおよび外筒４２ｃのそれぞれを、スプリング状の筒状体（導電性および耐熱性を有する線状の材料を、隙間なく螺旋状に巻くことによって形成したもの）で構成することによっても達成することが可能である。
【００６３】
［第４実施形態］
次に、図６に基づいて、本発明の第４実施形態に係る横型の誘電磁気熱発生装置について説明する。図６は、第４実施形態に係る誘電磁気熱発生装置１ｄを示す断面図である。
【００６４】
第４実施形態に係る誘電磁気熱発生装置１ｄは下記の３点を除いて、上述した第１実施形態に係る誘電磁気熱発生装置１ａとほぼ同様の構成を有している。
（１）  回転軸を備えていない。
（２）  発熱体４ｄは略円筒状に形成され、回転しないようになっている。
（３）  耐火物が、第１実施形態における第２の耐火物５ｂに相当する略円筒状の耐火物のみから構成されている。
【００６５】
このような構成を有する誘電磁気熱発生装置１ｄによれば、第１実施形態に係る誘電磁気熱発生装置１ａとほぼ同様の作用，効果が達成される。加えて、第２実施形態に係る誘電磁気熱発生装置１ｂは、第１実施形態に係る誘電磁気熱発生装置１ａと比較してシンプルな構成を有しているので、優れた効果を有する熱発生装置を安価で且つ簡単に製造することが可能になる。
【００６６】
［第５実施形態］
次に、図７に基づいて、本発明の第５実施形態に係る縦型の誘電磁気熱発生装置について説明する。図７は、第５実施形態に係る誘電磁気熱発生装置１ｅを示す断面図である。
【００６７】
誘電磁気熱発生装置１ｅは、概略、複数の略球状の発熱部分４５ｅから成る発熱体４ｅ（図において右上ハッチングで示す）と、容器状に形成された耐火物５（図において右下ハッチングで示す）と、発熱体４ｅを電磁誘導加熱するための誘導加熱コイル７と、当該誘導加熱コイルに電気的に接続された電源と、当該電源の出力を制御するための制御回路と、を有している。
【００６８】
上述した誘電磁気熱発生装置１ｅにおいて、発熱体４ｅを構成する発熱部分４５ｅのそれぞれは、第１実施形態の場合と同様に、導電性および耐熱性を有する材料から形成されている。
【００６９】
容器状に形成された耐火物５は、第１実施形態における耐火物５ａ，５ｂの構成材料と同様の材料から構成されている。この耐火物５の内側には、被処理物が導入されるようになっている熱処理室４３が設けられている。また、容器状に形成された耐火物５の底部（底側）には、熱処理室４３に被処理物を導入するための導入口２１の一部をなす貫通孔５１が設けられている。さらに、耐火物５の内側の熱処理室４３には、上述した発熱体４を構成する発熱部分４５が含まれている。すなわち、発熱部分４５のぞれぞれは、敷き詰めた状態で容器状の耐火物５の内側に収容されており、これらの発熱部分４５の発熱作用によって熱処理室４３の温度を上昇させるようになっている。
【００７０】
耐火物５の周囲には、発熱体４ｅを電磁誘導加熱するための誘導加熱コイル７が巻回してあり、この誘導加熱コイルによって、耐火物５を介して発熱体４ｅの周囲が囲繞されている。誘導加熱コイル７は、任意の周波数の交流電流を出力可能な電源に電気的に接続されており、この電源によって、当該誘導加熱コイルに所定周波数の電流が供給されるようになっている。
【００７１】
次に、誘電磁気熱発生装置１ｅによる熱処理の一例として、環境汚染物質を含む煤煙を燃焼分解させる場合を挙げて、誘電磁気熱発生装置１ｅの作用について説明する。
【００７２】
煤煙を燃焼分解させる際には、電源９によって誘導加熱コイル７に任意の周波数の交流電流を供給する。これにより、発熱体４の表面付近に電流（渦電流）が発生し、そのジュール熱によって球状発熱部分４５ｅのそれぞれが急速に自己発熱する。
【００７３】
次に、発熱した発熱体４によって熱処理室４３が所定温度（２５００℃程度）に達したら、この温度を保持した状態で、煤煙を、導入口２１および貫通孔５１を介して熱処理室４３に導入し続ける。熱処理室４３に進入した煤煙は、高温に発熱した隣接する発熱部分４５の間の間隙を通って上昇し、その過程で超高温度の雰囲気化で燃焼分解される。最終的に、無害化・無臭化した気体だけが、排出口２２を介して誘電磁気熱発生装置１ｅから排出される。
【００７４】
［本発明の誘電磁気熱発生装置の応用］
以上、本発明の誘電磁気熱発生装置の実施形態について詳細に説明した。なお、本発明の誘電磁気熱発生装置の構成は、上述した実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の改変が可能であることに留意されたい。
【００７５】
また、本発明の誘電磁気熱発生装置の応用分野は、廃棄物を焼却処理するための焼却装置や、廃棄物を焼却する際に生じる煤煙に含まれる環境汚染物質を燃焼分解するための装置に限定されるものではない。たとえば、本発明の装置は、自動車のエンジン等の内燃機関から排出される排気ガスに含まれる環境汚染物質を燃焼分解するための装置として応用することも可能である。また、たとえば、電気エネルギーを生成するための発電装置として応用することも可能である。
【００７６】
具体的には、本発明の誘電磁気熱発生装置を利用して、内燃機関から排出される排気を燃焼分解する場合には、まず、誘導加熱コイルに電流を供給することによって、発熱体を発熱させる。次に、内燃機関から排出された排気を熱処理室に導く。そして、熱処理室が約２５００℃の温度に達した状態において、この排気を熱処理室において燃焼分解する。その結果、内燃機関からの排気に含まれる環境汚染物質が燃焼分解され、無害化，無臭化した気体だけが誘電磁気熱発生装置を介して排出される。
【００７７】
また、本発明の誘電磁気熱発生装置を利用して電気エネルギーを生成する場合には、まず、誘導加熱コイルに電流を供給することによって、発熱体を発熱させる。次に、発熱した発熱体から得られる熱エネルギーを、電気エネルギーに変換する。その結果、誘電磁気熱発生装置が発生した熱エネルギーから、電気エネルギーが生成される。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、焼却システム、排気ガス浄化システム、発電システム等の様々なシステムにおいて応用することが可能な熱発生装置であって、環境に極めて優しい熱発生装置を提供するのに好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】第１実施形態に係る誘電磁気熱発生装置を示す断面図である。
【図２】図１に示す誘電磁気熱発生装置が有する回転軸，第１の耐火物，および発熱体が一体的に回転している様子を示す断面図である（静止している部材を２点鎖線で示し、相対的に回転している部材を実線で示す）。
【図３】図１に示す誘電磁気熱発生装置の電気的構成の概略を示す図である。
【図４】第２実施形態に係る誘電磁気熱発生装置を示す断面図である。
【図５】第３実施形態に係る誘電磁気熱発生装置を示す断面図である。
【図６】第４実施形態に係る誘電磁気熱発生装置を示す断面図である。
【図７】第５実施形態に係る誘電磁気熱発生装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８０】
１ａ            誘電磁気熱発生装置（第１実施形態）
１ｂ            誘電磁気熱発生装置（第２実施形態）
１ｃ            誘電磁気熱発生装置（第３実施形態）
１ｄ            誘電磁気熱発生装置（第４実施形態）
１ｅ            誘電磁気熱発生装置（第５実施形態）
２              回転軸
３              モータ（駆動手段）
４ａ            発熱体（第１実施形態）
４ｂ            発熱体（第２実施形態）
４ｃ            発熱体（第３実施形態）
４ｄ            発熱体（第４実施形態）
４ｅ            発熱体（第５実施形態）
４１ａ          内筒（第１実施形態）
４１ｂ          内筒（第２実施形態）
４１ｃ          内筒（第３実施形態）
４１ｄ          内筒（第４実施形態）
４１ｅ          内筒（第５実施形態）
４２ａ          外筒（第１実施形態）
４２ｂ          外筒（第２実施形態）
４２ｃ          外筒（第３実施形態）
４２ｄ          外筒（第４実施形態）
４２ｅ          外筒（第５実施形態）
４３            熱処理室
４５１ｃ        リング状発熱部分
４５２ｃ        リング状発熱部分
４５ｅ          発熱部分
５              耐火物
５ａ            第１の耐火物
５ｂ            第２の耐火物
５１            貫通孔
７              誘導加熱コイル
９              電源
１０            制御回路
１３            温度センサー
２１            導入口
２２            排出口
【図１】
2005141914.tif 000003
【図２】
2005141914.tif 000004
【図３】
2005141914.tif 000005
【図４】
2005141914.tif 000006
【図５】
2005141914.tif 000007
【図６】
2005141914.tif 000008
【図７】
2005141914.tif 000009