(57)【要約】【課題】  ダイオキシンやアスベスト等の有害物を処理するため、２０００℃以上の超高温燃焼を達成することができるバーナーおよび廃棄物を超高温燃焼して処理する方法を提供する。【解決手段】  本発明のバーナーは、燃料と空気とを混合した混合ガスに電圧を印加して混合ガスをプラズマ化し、陽イオンと電子とが混在したプラズマガスを生成させ、該プラズマガス中の該電子を吸引するプラズマガス生成手段１０と、電子が吸引されて残る陽イオンガスが流れる流路に磁場（磁界）を発生させ、該陽イオンガスを該流路内の１つの軸に集束させる磁場発生装置２０と、集束した陽イオンガスに点火手段３０とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料と空気とを混合した混合ガスに電圧を印加して該混合ガスをプラズマ化し、陽イオンと電子とが混在したプラズマガスを生成させ、該プラズマガス中の該電子を吸引するプラズマガス生成手段と、電子が吸引されて残る陽イオンガスが流れる流路に磁場（磁界）を発生させ、該陽イオンガスを該流路内の１つの軸に集束させる磁場発生装置と、集束した陽イオンガスに点火する点火手段とを備える、バーナー。
【請求項２】
前記プラズマガス生成手段は、複数の先鋭な先端部を有する針部材と、前記複数の針部材を連結する連結台と、前記連結台に電流を供給するプラズマ生成用電流供給手段とを含む、請求項１に記載のバーナー。
【請求項３】
前記磁場発生装置は、前記流路を形成する管の周囲に、並列に配置される複数のコイルと、前記複数のコイルの一端を連結する第１リング部材と、前記複数のコイルの他端を連結する第２リング部材と、前記第１リング部材に電流を供給する磁場発生用電流供給手段とを含み、前記第１リング部材と前記複数のコイルと前記第２リング部材と前記磁場発生用電流供給手段とにより回路を形成する、請求項１または２に記載のバーナー。
【請求項４】
前記磁場発生装置は、前記流路を形成する管の周囲に、周方向に配列するように配置される複数の磁石と、隣り合う２つの前記磁石を磁気的に接続する複数の接続部材とを含む、請求項１または２に記載のバーナー。
【請求項５】
前記複数の磁石は、前記流路を形成する管の周囲に、該管の外壁に向いてＮ極とＳ極とが周方向に交互に配列するように配置され、該管の外壁に向けてＮ極が配置される磁石とＳ極が配置される磁石とが前記接続部材により接続される、請求項４に記載のバーナー。
【請求項６】
前記接続部材により磁気的に接続された２つの磁石からなる磁石セットを、前記管を介して対向するように配置して周回磁場発生手段を構成し、前記磁石セットを前記管の長手方向に複数配設して複数の前記周回磁場発生手段を構成する、請求項４または５に記載のバーナー。
【請求項７】
廃棄物を高温燃焼して処理する方法であって、
燃料と空気とを混合した混合ガスに電圧を印加して該混合ガスをプラズマ化し、陽イオンと電子とが混在したプラズマガスを生成させる工程と、
前記プラズマガス中の前記電子を吸引する工程と、
前記電子が吸引されて残る陽イオンガスが流れる流路に磁場を発生させ、該陽イオンガスを該流路内の１つの軸に集束させる工程と、
集束した前記陽イオンガスに点火し、前記廃棄物を燃焼させる工程とを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料と空気との混合ガスをプラズマ化し、磁界を作用させてプラズマガス中の電子を吸引して残る陽イオンガスを集束させ、その集束した陽イオンガスに点火することにより高温燃焼を可能にするバーナーおよび該バーナーを用いて廃棄物を高温燃焼して処理する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物を処理する場合、加熱効率を向上させ、ダイオキシンやアスベスト等の有害物を抑制するため、処理温度は２０００℃以上の超高温とされている。電気プラズマは、処理温度を２０００℃以上にすることを可能にするものの、運転費用が高価になるといった問題がある。一方、灯油等による燃焼は、バーナーを用いて実施することができ、電気プラズマに比べて安価であるものの、上記処理温度を達成するのが非常に困難である。
【０００３】
灯油等による燃焼は、燃焼に必要な空気の供給量を増加するほど高温を達成することができ、反対に、空気の供給量を減少させるほど温度が下がる。しかしながら、必要量以下になると不完全燃焼を引き起こし、一酸化炭素の発生量が増加し、大気汚染に係る環境基準を超えるといった問題がある。燃焼温度を高めるためには、供給する空気の予熱を行う方法がある。しかしながら、空気の予熱に必要な熱交換器の設置が必要となり、また、その設置スペースや費用がかかるといった問題がある。
【０００４】
こういった問題に鑑み、空気を予熱することなく、また、空気の供給量を増加することなく、簡単に燃焼火炎温度を高めることができるバーナーが提案されている（特許文献１参照）。このバーナーは、混合室の入口側で混合筒に、外筒と内筒とからなる二重構造の空気供給部を接続し、内筒にはプラズマ発生手段を設けて、内筒内を流れる空気流をプラズマ化させてプラズマ流を発生させ、外筒と内筒との間に螺旋状に旋回羽根を配置して、この旋回流でプラズマ流を包んで収斂させ、混合筒を貫通して燃料噴射ノズルを設け、混合室内のプラズマ流の周囲に燃料を噴射させて旋回流に混合させ、混合室の出口側で混合筒に管を接続し、この管内に燃焼室を形成し、管を貫通して点火プラグを設ける構成とされている。また、同極が燃焼室の周囲に存在するようにして燃焼筒の外周に配置された複数の磁石を備えている。
【０００５】
燃焼温度は、空気圧が高まるにつれて高くなることが知られている。これは、空気圧が高くなるにつれて供給される酸素量が増加するためである。上記バーナーは、空気流を収斂させることによりイオン密度を高めており、空気圧を高める必要がなく、また、酸素を付加する必要もないといった利点を有する。また、複数の磁石によって火炎を収斂させることで、さらに燃焼温度を高めることができる。上記バーナーは、旋回流で包んでプラズマ流を収斂させるものであるが、旋回羽根から離間するにつれて収斂したプラズマ流は拡散するため、高められる燃焼温度には限界があった。そこで、燃焼火炎を複数の磁石によって収斂させ、火炎温度を高めることができるものの、高温において磁場を制御することは難しく、また、高温で使用できる磁石を用いる必要があった。また、旋回羽根を設けて旋回流を発生させ、内部のプラズマ流を旋回流で包む構成であるため、バーナーのサイズを小さくするのにも限界があった。
【特許文献１】特許第２８１９２８１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、安価な灯油等を使用して、２０００℃以上の超高温を達成することができ、安価なバーナー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】
【０００７】
本発明者等は、上記課題に鑑みて鋭意検討を加えてきたところ、剣山に高電圧を印加して空気をイオン化してプラズマ流を発生させ、プラズマ流の中から電子を吸引し、外部から磁界を作用させて電子が吸引されて残る陽イオンガスを中心軸に集束させ、その集束した陽イオンガスに点火することにより、２０００℃以上の超高温を達成することができることを見出した。これは、上記プラズマ流を発生させる手段、磁界を作用させて陽イオンガスを集束させる手段、陽イオンガスに点火する手段を備える簡単な構成のバーナーによって達成することができる。このバーナーは、簡単な構成であるため、安価で提供することができる。したがって、上記課題は、このバーナーを提供することにより達成される。
【０００８】
すなわち、本発明のバーナーは、燃料と空気とを混合した混合ガスに電圧を印加して該混合ガスをプラズマ化し、陽イオンと電子とが混在したプラズマガスを生成させ、該プラズマガス中の該電子を吸引するプラズマガス生成手段と、電子が吸引されて残る陽イオンガスが流れる流路に磁場（磁界）を発生させ、該陽イオンガスを該流路内の１つの軸に集束させる磁場発生装置と、集束した陽イオンガスに点火する点火手段とを備えるものである。
【０００９】
上記プラズマガス生成手段は、複数の先鋭な先端部を有する針部材と、複数の針部材を連結する連結台と、連結台に電流を供給するプラズマ生成用電流供給手段とを含む構成にすることができる。これは、複数の先鋭な先端部を有する針部材に正電圧を印加することにより、先端部に高電界を発生させ、原子および分子中の電子を効率的に放出（電離）させ、陽イオンと電子とが混在した、全体として電気的中性とされるプラズマガスを生成させる。このうち、電子は先端部に吸引され、残りは陽イオンを含む陽イオンガスを構成する。
【００１０】
上記磁場発生装置は、流路を形成する管の周囲に、並列に配置される複数のコイルと、複数のコイルの一端を連結する第１リング部材と、複数のコイルの他端を連結する第２リング部材と、第１リング部材に電流を供給する磁場発生用電流供給手段とを含む構成とすることができる。この構成では、第１リング部材と複数のコイルと第２リング部材と磁場発生用電流供給手段とにより回路を形成し、これにより、陽イオンガスの流れに対し、流路の１つの軸である中心軸に向いた電磁力を発生させ、陽イオンガスを中心軸に集束させることができる。
【００１１】
また、磁場発生装置は、流路を形成する管の周囲に、周方向に配列するように配置される複数の磁石と、隣り合う２つの磁石を磁気的に接続する複数の接続部材とを含む構成にすることもできる。
【００１２】
上記複数の磁石は、流路を形成する管の周囲に、その管の外壁に向いてＮ極とＳ極とが周方向に交互に配列するように配置され、磁場発生装置は、その管の外壁に向けてＮ極が配置される磁石とＳ極が配置される磁石とが接続部材により接続されるものとすることができる。
【００１３】
また、接続部材により磁気的に接続された２つの磁石からなる磁石セットを、管を介して対向するように配置して１つの周回磁場発生手段を構成し、これを管の長手方向に複数配設して複数の周回磁場発生手段を構成し、磁場発生装置は、これら複数の周回磁場発生手段から構成されるものとすることもできる。
【００１４】
本発明では、廃棄物を高温燃焼して処理する方法を提供することができ、本発明の方法は、燃料と空気とを混合した混合ガスに電圧を印加して該混合ガスをプラズマ化し、陽イオンと電子とが混在したプラズマガスを生成させる工程と、プラズマガス中の電子を吸引する工程と、電子が吸引されて残る陽イオンガスが流れる流路に磁場を発生させ、該陽イオンガスを該流路内の１つの軸に集束させる工程と、集束した陽イオンガスに点火し、廃棄物を燃焼させる工程とを含む。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のバーナーおよび燃焼処理方法を提供することにより、軽油等の燃料を使用して２０００℃以上の超高温を達成することができ、これにより、ダイオキシンやアスベスト等の有害物を確実に処理することができる。本発明のバーナーを提供することにより、所定量の燃料および空気量で従来のバーナーに比較して高温を達成することができるため、加熱効率を向上させることができる。また、流路の中心軸といった１つの軸に集束させることができるため、小型化が可能であり、安価で提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明のバーナーは、燃料と空気とを混合した混合ガスに電圧を印加して該混合ガスをプラズマ化し、陽イオンと電子とが混在したプラズマガスを生成させ、そのプラズマガス中の電子を吸引するプラズマガス生成手段と、電子が吸引されて残る陽イオンガスが流れる流路に磁場を発生させ、陽イオンガスを流路内の１つの軸に集束させる磁場発生装置と、集束した陽イオンガスに点火する点火手段とを備える構成とされる。以下、図面を参照して本発明のバーナーを詳細に説明するが、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
【００１７】
図１は、本発明のバーナーを例示した図である。図１に示すプラズマガス生成手段１０は、複数の先鋭な先端部１１を有する針部材１２と、複数の針部材１２を連結する連結台１３と、連結台１３に電流を供給するプラズマ生成用電流供給手段１４とを含む構成とされている。図１に示す実施形態では、対向して２つのプラズマガス生成手段１０を備えており、プラズマ生成用電流供給手段１４から電流を供給し、複数の先鋭な先端部１１に接触する混合ガスに正電圧を印加している。なお、一般に管１５は、鋼管等が使用され、導電性を有するため、絶縁体１６を介して連結台１３が配設される。ここで、正電圧の印加により、先鋭な先端部１１のまわりでは、下記式に示す電離（イオン化）反応が起こる。
【００１８】
【化１】
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【００１９】
Ｍは原子を示し、Ｍ＋は陽イオンを示し、ｅ−は電子を示す。図１に示すように、プラズマ生成用電流供給手段１４が直流電流を流し、正電圧を印加することによって上記反応が起こり、ほとんどの電子ｅ−が針部材１２に吸引され、連結台１３、電流供給手段１４を通してアースへと流れる。陽イオンＭ＋は針部材１２に反発し、混合ガス中に浸透し、陽イオンガスを構成する。
【００２０】
プラズマガス生成手段１０は、針部材１２が金属針で、連結台１３が金属基盤とされる剣山を用いることができる。なお、先端部１１を先鋭にするのは、電界の集中を得て、強電界を実現するためである。銅や鉄等の金属針のほか、先端が直径数ｎｍ〜数十ｎｍのカーボンナノチューブとすることもできる。電流供給手段１４は、直流電流または交流電流のいずれであってもよいが、電子ｅ−を常に吸引することができる直流電流を供給するものが好ましい。また、図１に示すように、対向して２つのプラズマガス生成手段１０を設けることで、より多くの針部材１２によって電子ｅ−が吸引され、より多くの陽イオンを発生させることができる。
【００２１】
針部材１２に吸引しきれず、混合ガス中に浸透したごく一部の電子は、混合ガス中の原子および分子と反応し、陰イオンを発生させる。しかしながら、全体としては、混合ガスは陽イオン化される。陽イオン化された混合ガスは、陽イオンガスとして磁場発生装置２０が設けられた流路２１に供給される。
【００２２】
磁場発生装置２０は、陽イオンガスが流れる流路２１を形成する管１５の周囲に、並列に配置される複数のコイル２２と、複数のコイル２２の一端を連結する第１リング部材２３と、複数のコイル２２の他端を連結する第２リング部材２４と、第１リング部材２３に電流を供給する磁場発生用電流供給手段２５とから構成されている。図１では、第１リング部材２３と、複数のコイル２２と、第２リング部材２４と、磁場発生用電流供給手段２５とにより回路を形成している。第１リング部材２３は、陽イオンガス流の下流側に配置されていて、磁場発生用電流供給手段２５から電流が供給される。第２リング部材２４は、陽イオンガス流の上流側に配置されている。
【００２３】
ここで、図２（ａ）、（ｂ）を参照して陽イオンガスに作用する力について説明する。図２（ａ）は正面図を、図２（ｂ）は切断線Ａ−Ａで切断された断面図をそれぞれ示す。複数のコイル２２は、コイルからの発生磁場を有効に活用するため、管１５がアルミニウム等の非磁性材料である場合には外周囲に、鉄等の強磁性材料である場合には内周囲に隣接してほぼ等間隔で配置される。なお、図２に示す実施形態は、前者の非磁性材料である場合の例である。電流を、矢線Ｂに示すように、下流側の第１リング部材２３、複数のコイル２２、上流側の第２リング部材２４の順に流すと、各コイルでは、コイルを中心として同心円状の磁界ＭＦが発生する。この磁界ＭＦは、矢線Ｃの方向に作用し、管１５内では、矢線Ｄに示す時計回りに、流路２１の中心軸の周りを周回する磁界が発生する。陽イオンガスは、流れの方向および磁界の方向から、流路２１の中心軸に向いた、矢線Ｅに示す方向に電磁力が作用し、その中心軸に集束する。
【００２４】
各コイル２２は、導線を直線状に配置したものであり、導線を通して電流が流れる。コイル２２は、陽イオンガスを適切に集束させるために、必要な数設けることができ、また、適切な長さとすることができる。磁場発生用電流供給手段２５は、陽イオンガスが流れる方向とは反対の方向に電流を流す必要があり、直流電流を供給することができる手段が必須とされる。
【００２５】
再び図１を参照して、点火手段３０は、集束した陽イオンガスに、火花を発生させる等して点火する。集束した陽イオンガスは、高密度化しており、燃料および酸素を多量に含むため、効果的に燃焼する。このため、２０００℃以上といった超高温を達成できる。点火手段３０としては、陽イオンガスに点火することができるものであればいかなるものでも良く、例えば、火花を発生させて点火する点火プラグを挙げることができる。なお、この点火手段３０は、管１５に接続される燃焼炉３１に配設される。したがって、図１に示すバーナーは、管１５の上流側にプラズマガス生成手段１０が配設され、管１５の下流側に磁場発生装置２０が配設され、管１５に接続された燃焼炉３１に点火手段３０が配設される。管１５は、プラズマガス生成手段１０が配設される位置より上流側に分岐を設け、一方から燃料ガスを、他方から空気をそれぞれ供給し、管１５内で混合し、プラズマガス生成手段１０に供給することができる。
【００２６】
ここで、燃料としては、燃焼可能な物質であればいかなる物質でも良いが、例えば、メタンガス、エタンガス、プロパンガス、ブタンガス、天然ガス、都市ガス、液体プロパン、液体ブタン、ガソリン、軽油、灯油、重油を挙げることができる。液体燃料を供給する場合には、熱交換器等によって揮発させ、ガス化したものを供給することができる。熱交換器では、液体燃料を、例えば、燃焼ガスを用いて揮発させることができる。また、別の熱交換器で、空気を加熱し、加熱空気をバーナーに供給することもできる。このように、加熱空気を用いることで、さらに加熱効率を向上させることができる。
【００２７】
管１５は、内部を流れるガスの温度および圧力に応じて適切な材料から製作することができる。なお、管１５は、磁界方向が一定方向となり、陽イオンガスを適切に集束させるために、発生磁場発生装置によって磁化されない材料が好ましい。例えば、非磁性のステンレス、銅、アルミニウムを挙げることができる。安価な鉄等の強磁性材料を用いる場合には、磁界を有効に活用するため、磁界のかけ方に工夫が必要である。また、ガス流量に応じて適切な径の管を用いることができる。燃焼炉３１は、２０００℃以上の超高温で燃焼するため、２０００℃以上の超高温に耐えうる材料で製作することができる。例えば、耐火れんが等の耐火材を使用することができる。この燃焼炉３１内には、塩化ビニル等の塩素を含むプラスチック材料や身体に有害なアスベスト等の廃棄物が収容され、２０００℃以上の燃焼温度で燃焼処理される。このように、塩素を含む材料やアスベスト等を超高温燃焼することにより、ダイオキシン等の有害物の発生が抑制される。
【００２８】
図３は、バーナーに用いる磁場発生装置の別の実施形態（第２実施形態）を示した図である。磁場発生装置４０は、流路４１を形成する管４２の内周囲または外周囲に、周方向に配列するように配置される複数の磁石４３と、隣り合う２つの磁石４３を磁気的に接続する複数の接続部材４４とを含んで構成される。図３に示す実施形態では、管４２の外壁に向いてＮ極が配置された磁石４３ａと、管４２の外壁に向いてＳ極が配置された磁石４３ｂとが１つの接続部材４４で接続され、管４２の裏面に、もう１つの接続部材によって同じく２つの磁石が接続されていて、これによって周回磁場発生手段が構成されている。接続部材４４によって接続された２つの磁石４３は、１つの磁石セットを構成し、１つの磁石セットと、もう１つの磁石セットとが、管４２を介して対向するように配置されることにより、１つの周回磁場発生手段が構成される。
【００２９】
磁石４３は、磁界を発生させ、陽イオンガスに効果的に電磁力を作用させるため、管４２に隣接して磁石４３を配置するほうが好ましい。接続部材４４は、磁化されやすい鋼鉄から製作することができ、例えば、鋼鉄の帯状板とすることができる。これにより、２つの磁石を磁気的に接続し、２つの磁石間に磁力線を形成させ、磁界を発生させることができる。
【００３０】
図４を参照して、図３に示す磁場発生装置において磁力が陽イオンガス流に作用する力を詳細に説明する。管４２内には紙面に向いた方向に陽イオンガスが流れており、管４２の周囲に、複数の磁石４３が、管４２の外壁に向いてＮ極とＳ極とが周方向に交互に配列するように配置されている。そのＮ極の裏面はＳ極であり、そのＳ極の裏面はＮ極であり、それぞれの裏面のＳ極とＮ極とを接続部材４４によって磁気的に接続し、１つの磁石セットを構成している。図４では、１つの磁石セットと、もう１つの磁石セットとが、管４２を介して対向するように配置されており、Ｎ極からＳ極に向けて磁界ＭＦが発生している。図４に示す磁石セットは、２つの磁石４３と、中心軸４５とによって形成される中心角が約１２０°とされている。一方の磁石セットにおける一方の磁石のＮ極から他方の磁石のＳ極に向けて発生する磁界は、陽イオンガス流に対して、中心軸４５に向けて電磁力を発生させ、その一方の磁石セットにおけるその一方の磁石のＮ極から、他方の磁石セットにおける近隣する一方の磁石のＳ極に向けて発生する磁界は、陽イオンガス流に対して、中心軸４５に向いた方向とは反対方向に電磁力を発生させる。
【００３１】
中心角を上記のように約１２０°とすると、一方の磁石セットにおける一方の磁石のＮ極と、他方の磁石セットにおける近隣する一方の磁石のＳ極と、中心軸４５とから形成される中心角は、約６０°となり、この場合、中心角が約１２０°とされた２つの磁石によって発生する電磁力のほうが、中心角が約６０°とされた２つの磁石によって発生する電磁力より大きくなる。このため、全体として中心軸４５に向けて作用する電磁力が発生し、陽イオンガスを中心軸４５に集束させることができる。
【００３２】
なお、中心角が互いに９０°である場合には、全体として中心軸４５に向けて作用する電磁力が、それに反発する電磁力によって相殺される。したがって、効果的に集束させるためには、１つの磁石セットを構成する２つの磁石と、中心軸４５とによって形成される中心角が９０°より大きくするほうが好ましい。
【００３３】
図５は、バーナーに用いる磁場発生装置のさらに別の実施形態（第３実施形態）を示した図である。図５（ａ）は正面図を、図５（ｂ）は平面図をそれぞれ示す。図５（ａ）、（ｂ）に示す磁場発生装置は、図３に示す接続部材４４により接続された２つの磁石４３からなる磁石セット５０が管５１を介して対向して配置されることにより構成される周回磁場発生手段を、管５１の長手方向に複数配設することによって構成されている。図５（ａ）、（ｂ）には、２組の磁石セット５０によって１つの周回磁場発生手段を構成していて、この周回磁場発生手段が、長手方向に互いに離間して３つ配設されている。なお、図５（ａ）、（ｂ）では、各磁石５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ、５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ、５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄが配置される位置を明確にするべく、図３に示す接続部材４４が省略されていて、各磁石５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ、５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ、５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄが、斜線で表されるＮ極と斜線のないＳ極とで示されている。
【００３４】
図５（ａ）、（ｂ）には、第１周回磁場発生手段の１つの磁石セットを構成する磁石５２ａ、５２ｂと、もう１つの磁石セットを構成する磁石５２ｃ、５２ｄが、第２周回磁場発生手段の１つの磁石セットを構成する磁石５３ａ、５３ｂと、もう１つの磁石セットを構成する５３ｃ、５３ｄが、第３周回磁場発生手段の１つの磁石セットを構成する磁石５４ａ、５４ｂと、もう１つの磁石セットを構成する磁石５４ｃ、５４ｄがそれぞれ示されている。図５（ｂ）に示すように、第２周回磁場発生手段の各磁石５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄは、第１周回磁場発生手段の各磁石を周方向に９０°回転させた位置にそれぞれ配置されていて、第３周回磁場発生手段の各磁石５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄは、第２周回磁場発生手段の各磁石を周方向に９０°回転させた位置にそれぞれ配置されている。このように配置することで、第１周回磁場発生手段によって反発する電磁力が作用し、管５１の内壁に向けて流れる陽イオンガスを、第２周回磁場発生手段によって中心軸に向かう電磁力を作用させて中心軸へと集束させることができる。このように、複数の周回磁場発生手段の各磁石を周方向に９０°ずつ回転させた位置に配置することで、陽イオンガスを中心軸に集束させることができる。
【００３５】
本発明では、廃棄物を高温燃焼して処理する方法も提供する。図１を参照して、本発明の方法を詳細に説明する。廃棄物を、燃焼炉３１に収容する。プラズマ生成用電流供給手段１４によって連結台１３を通して針部材１２に電圧を印加する。磁場発生用電流供給手段２５によって第１リング部材２３に電流を供給し、複数のコイル２２、第２リング部材２４を通して電流を流す。
【００３６】
次に、管１５に、燃料および空気を供給する。空気は、燃料の理論燃焼で必要とされる酸素量から理論空気量を算出し、例えば、５〜２０％過剰になるように空気を供給することができる。燃料は、液体であればポンプによって、気体であれば圧縮機またはブロワ（送風機）によって供給することができる。ボンベ（圧縮ビン）やカードル（複数の中形容器を枠組みし、固定した供給装置）であってもよい。また、空気は、空気圧縮機またはブロワで供給することができ、これも同様に、ボンベやカードルから供給することもできる。
【００３７】
燃料と空気は管１５内で混合され、プラズマガス生成手段によって電圧が印加されて混合ガスをプラズマ化し、陽イオンと電子とが混在したプラズマガスが生成される。電圧が正の場合、プラズマガスはほとんど電子が正電極に吸引され、陽イオンガスを構成する。また、管１５内には周回する磁界が発生しており、陽イオンガスはこの磁界によって流路の中心軸に向かう電磁力が作用して中心軸に集束する。集束した陽イオンガスは、集束したまま燃焼炉３１内に入り、点火手段３０によって発生させた電気火花等によって点火され、燃焼炉３１内に収容された廃棄物が燃焼される。
【００３８】
これまで、図面を参照して本発明のバーナーを説明してきたが、コイル、磁石のほか、磁場を発生させることができるものであればいかなるものであってもよく、例えば、電磁石とすることができる。また、プラズマガス生成手段は、例えば、プラズマ発生手段を用いることができ、このプラズマ発生手段としては、これまで知られたいかなるプラズマ発生手段でも用いることができる。さらに、点火手段は、電気火花を発生させる等して、燃料ガスに点火することができるものであればいかなるものであってもよい。本発明のバーナーは、プラズマガスを中心軸に集束させ、密度を高めることができるため、管の径を小さくすることができ、これにより、高温燃焼を可能にしつつ、バーナーを小型化することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明のバーナーを例示した図。
【図２】図１に示す磁場発生装置によって作用する力を示した図。
【図３】本発明のバーナーに用いる磁場発生装置の別の実施形態を示した図。
【図４】図３に示す磁場発生装置によって作用する力を示した図。
【図５】本発明のバーナーに用いる磁場発生装置のさらに別の実施形態を示した図。
【符号の説明】
【００４０】
１０…プラズマガス生成手段、１１…先端部、１２…針部材、１３…連結台、１４…プラズマ生成用電流供給手段、１５…管、１６…絶縁体、２０…磁場発生装置、２１…流路、２２…コイル、２３…第１リング部材、２４…第２リング部材、２５…磁場発生用電流供給手段、３０…点火手段、３１…燃焼炉、４０…磁場発生装置、４１…流路、４２…管、４３、４３ａ、４３ｂ…磁石、４４…接続部材、４５…中心軸、５０…磁石セット、５１…管、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ、５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ、５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ…磁石
【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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