(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無酸素状態下又は真空状態下において使用されるとともに、不浸透性黒鉛を主成分とし、形状を真球状としたことを特徴とする発光発熱体用球体。
【請求項２】
タングステンを含有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の発光発熱体用球体。
【請求項３】
チタン及びタングステンのうち少なくとも一方を含有し、その合計の含有量は１〜２０重量部であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の発光発熱体用球体。
【請求項４】
ニオブ，ホウ素，及びタンタルのうち少なくとも１種を含有することを特徴とする請求の範囲第１項〜第３項のいずれか一項に記載の発光発熱体用球体。
【請求項５】
窒化ニオブを含有することを特徴とする請求の範囲第１項〜第４項のいずれか一項に記載の発光発熱体用球体。
【請求項６】
グラファイト，カーボンブラック，コークス，及び木炭のうち少なくとも１種を含有することを特徴とする請求の範囲第１項〜第５項のいずれか一項に記載の発光発熱体用球体。
【請求項７】
炭素繊維，酸化物系繊維，炭化物系繊維，窒化物系繊維，及びホウ素系繊維のうち少なくとも１種を含有することを特徴とする請求の範囲第１項〜第６項のいずれか一項に記載の発光発熱体用球体。
【請求項８】
電圧が印加されることにより光及び熱を発する発光発熱体であって、請求の範囲第１項〜第７項のいずれか一項に記載の発光発熱体用球体の複数を集合させてなることを特徴とする発光発熱体。
【請求項９】
前記不浸透性黒鉛は、炭素の理論密度の９０．０％以上の密度を有することを特徴とする請求の範囲第１項〜第７項のいずれか一項に記載の発光発熱体用球体。
【請求項１０】
前記不浸透性黒鉛は、その表面及び内部に存在する細孔の表面積が全表面積の１０％以下であることを特徴とする請求の範囲第１項〜第７項及び第９項のいずれか一項に記載の発光発熱体用球体。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、電圧が印加されると放電を生じて、光と熱とを発する発光発熱体、及びその発光発熱体に使用する発光発熱体用球体に関する。
背景技術
高熱を発する発熱体としては、金属発熱体や、炭素類等からなる非金属発熱体等が知られており、加熱炉，焼却炉等の種々の加熱装置の熱源として使用されている。
このような従来の発熱体を使用すると、１０００℃以上の高温を得ることができる。例えば、工業的に使用されている金属発熱体の空気中での使用温度は最高で１２００℃程度である。
しかしながら、このような１０００℃以上の高温であっても、使用目的によっては、必ずしも十分な高温とは言えない場合がある。例えば、一般廃棄物、産業廃棄物、医療廃棄物等の様々な種類の廃棄物や原油，廃油，石油化学物質等（以降、廃棄物等と記す）を焼却処理する装置に、上記のような発熱体を適用した場合である。前記廃棄物等を焼却処理した場合には、煤塵，二酸化炭素，塩化水素等の塩素化合物，ＮＯｘ等の窒素化合物，ダイオキシン等のような環境及び人体に対して悪影響を及ぼす有害物質が生成し、排ガスや排煙と共に排出される。特に、ダイオキシンに関しては、その毒性が非常に強く、また、人体に対して長期的に悪影響を及ぼすことから、大きな問題となっている。
ダイオキシンは、３００〜５００℃程度の低温で前記廃棄物等を燃焼させた際に生成しやすく、８００℃以上の高温では生成しにくいことが知られている。しかしながら、１０００℃以上の高温でも、微量のダイオキシンが生成することがあるので、前記のような従来の発熱体を使用した焼却処理装置では、ダイオキシンを排出する可能性がまったくないとは言えない。
このような問題の解決のためには、前記廃棄物等を燃焼させることなく、高温で熱分解させて処理することが好ましい。上記のような燃焼（すなわち酸化反応）ではなく熱分解による前記廃棄物等の処理であれば、煤塵，塩化水素等の塩素化合物，ＮＯｘ等の窒素化合物，ダイオキシン等の有害物質を生成することなく、前記廃棄物等を処理することが可能である。
ダイオキシン等の前記有害物質を生成することなく、前記廃棄物等を効率よく熱分解するためには、３０００℃程度の高温が必要であるが、３０００℃程度の高温を効率よく安定して得ることができる実用的な発熱体は知られていない。
また、一般の炭素類は多孔質（表面及び内部に多数の細孔を有する）であるので、一般の炭素類からなる発熱体は高温下（使用時）において、前記有害物質等の化学物質による腐食や空気による酸化を受けて劣化しやすい。また、強い吸着性を有するので、吸着している二酸化炭素等の気体等を高温下（使用時）において放出したり、前記有害物質等を吸着したりするという問題を有している。
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決し、約３０００℃以上の高温を効率よく安定して発生させ、それを維持することができ、ダイオキシン等の前記有害物質を生成することなく前記廃棄物等を効率よく熱分解することが可能な発光発熱体、及びその発光発熱体に使用する発光発熱体用球体を提供することを目的としている。さらに、使用時において前記有害物質等の化学物質による腐食や空気による酸化を受けにくく、二酸化炭素等の気体や前記有害物質等を吸着しにくい発光発熱体用球体を提供することを目的としている。
発明の開示
前記目的を達成するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明の発光発熱体用球体は、高密度化した炭素材、特に不浸透性黒鉛を主成分とし、形状を球形としたことを特徴とする。
このような構成から、複数の前記発光発熱体用球体を相互に接触させて電圧を印加することにより、前記発光発熱体用球体の間で放電が生じる。この放電部分の温度は約３０００℃以上の高温であるので、加熱炉等の加熱装置の熱源として使用可能である。なお、前記放電部分の温度は約３０００℃以上の高温であるが、そこから十数ｃｍ離れた位置の温度は約２００℃以下である。
このような前記発光発熱体用球体からなる発光発熱体を前記廃棄物等の処理装置に適用すれば、約３０００℃以上という極めて高い温度に前記廃棄物等を加熱することができるので、高沸点の金属を除いて、ＰＣＢも含めてほぼ全ての物質を熱分解することが可能である。
したがって、前記廃棄物等を燃焼させることなく熱分解して、前記有害物質を生成することなく前記廃棄物等を処理することができる。また、一般の焼却炉から排出された排ガスや灰を加熱処理して、それらの中に含まれるダイオキシン等の前記有害物質を熱分解して無害化することができる。さらに、適切な処理方法が見出されていないＰＣＢのような有害な化学物質についても、無害な低分子量物質に熱分解することが可能である。
さらに、通常の焼却処理では処理できない不燃性の廃棄物を含有する場合や、焼却処理するとダイオキシンを生成する可能性のある廃棄物を含有する場合でも、分離，分別することなく一度に熱分解処理することが可能であるので、廃棄物の処理に大きな手間やコストを要しない。
なお、本発明の発光発熱体用球体は、前記放電により、高熱と共に特異な強い光を発する。この光は、有害物質等の熱分解において、その分解反応を促進する効果があると考えられる。特に、ダイオキシンの熱分解に対しては、その効果が高いと考えられる。
前記発光発熱体用球体は高密度化した炭素材、特に不浸透性黒鉛を主成分としているので、表面に存在する細孔が少なく、比表面積が小さい。したがって、物質の吸着性が低いので、吸着した気体等を高温下（使用時）において放出したり、前記有害物質等を吸着したりする等の問題を生じる恐れが少ない。また、前記有害物質等の化学物質による腐食や、空気による酸化を受けにくく劣化しにくいので、前記発光発熱体用球体を長期にわたって使用することが可能である。
また、前記発光発熱体において効率よく放電が生じるためには、前記発光発熱体を構成する前記発光発熱体用球体同志が点接触していることが好ましく、線接触や面接触では多くの通電が生じて、放電の効率が低下してしまう。前記発光発熱体用球体は、その形状が球形であるので、前記発光発熱体用球体同志の接触形態が必ず点接触となる。よって、放電が効率良く行われ高温が得られやすく、さらに、高温を得るためのコストを安価とすることができる。
また、前記発光発熱体用球体は、長期間にわたって使用していると前記放電や酸化等により劣化し、形状が変形する可能性がある。特に、前記放電が生じる部分が特定の箇所に集中していると、その箇所の劣化が大きくなりやすい。しかし、前記発光発熱体用球体が球形であれば前記放電の作用により前記発光発熱体用球体が回転するので、前記放電が生じる部分が特定の箇所に集中にくく、まんべんなく全体において前記放電が生じる可能性が高い。したがって、前記発光発熱体用球体が劣化や変形を起こしても形状が球形のままに保たれるので、前記放電の効率が低下する可能性が低く好ましい。
なお、本発明における高密度化した炭素材とは、炭素の理論密度の９０．０％以上の密度を有する炭素材を意味する。一般の炭素材は、炭素の理論密度の７５％程度の密度を有している。
また、前記発光発熱体用球体同志の接触形態が点接触であれば、前記発光発熱体用球体は十二面体，二十面体等の多面体でも問題なく、本発明の発光発熱体用球体には前記のような多面体も含まれる。ただし、前記発光発熱体用球体は真球状であることが、より好ましい。
さらに、前記発光発熱体用球体を、チタン及びタングステンのうち少なくとも一方を含有した構成とすることができる。このような構成の発光発熱体用球体は、チタン及びタングステンを含有しないものと比較して、硬度や弾性率等の機械物性，耐食性，耐熱性が優れている。そのため、前記発光発熱体用球体は前記有害物質等の化学物質による腐食や酸化劣化を受けにくく、長期にわたって使用することが可能である。
なお、チタン及びタングステンの合計の含有量は、１〜２０重量部であることが好ましい。前記含有量が１重量部未満であると、前記特性（機械物性，耐食性，耐熱性）を向上させる効果が小さく、２０重量部を越えると、前記発光発熱体用球体にクラックが生じやすくなる傾向となり、また、前記発光発熱体用球体の加工性が低下する傾向となる等の不都合が生じる場合がある。そのため、前記のような不都合が生じないように、前記発光発熱体用球体の製造工程において、製造条件の詳細な調整が必要になる。前記発光発熱体用球体の前記特性と前記のような不都合の生じ難さとのバランスから、チタン及びタングステンの合計の含有量は、５〜１０重量部とすることが、より好ましい。
さらに、前記発光発熱体用球体を、ジルコニウム，ニオブ，ホウ素，タンタル，及びモリブデンのうち少なくとも１種を含有した構成とすることができる。このような構成によれば、前記発光発熱体用球体の耐熱性を向上することができる。
なお、ジルコニウム，ニオブ，ホウ素，タンタル，及びモリブデンの合計の含有量は、１０〜２０重量部であることが好ましい。前記含有量が１０重量部未満であると、耐熱性を向上させる効果が小さく、２０重量部を越えると、前記発光発熱体用球体にクラックが生じやすくなる傾向となる。
さらに、窒化チタン及び窒化ニオブのうち少なくとも一方を含有した構成とすることができる。窒化チタンはチタン原子の格子中に窒素原子が侵入した構造を有していて、ダイヤモンドに近い硬度と耐熱性とを有し、前記発光発熱体用球体の硬度及び耐熱性を向上させる効果がある。また、窒化ニオブは耐熱性を向上させる効果がある。
さらに、前記発光発熱体用球体を、グラファイト，カーボンブラック，コークス，及び木炭のうち少なくとも１種を含有した構成とすることができる。
さらに、前記発光発熱体用球体を、炭素繊維，酸化物系繊維，炭化物系繊維，窒化物系繊維，及びホウ素系繊維のうち少なくとも１種を含有した構成とすることができる。このような繊維を含有していれば（特に、該繊維が一定方向に並んだ形態で含有していれば）、強度や耐摩耗性が向上する。
さらに、上記のような発光発熱体用球体の複数を集合させて、発光発熱体とすることができる。複数の前記発光発熱体用球体を相互に接触させて電圧を印加することにより、前記発光発熱体用球体の間で放電が生じる。この放電部分の温度は約３０００℃以上の高温であるので、前記発光発熱体を前記廃棄物等の処理装置に適用すれば、約３０００℃以上の高温により、高沸点の金属を除いて、ＰＣＢを含めてほぼ全ての物質を、ダイオキシン等の前記有害物質を生成することなく熱分解処理することが可能である。
また、瞬時に約３０００℃以上の高温を得ることができ、且つ十数ｃｍ離れると温度が急激に低下する（２００℃程度）という特性から、超高温のエネルギーを取り出して様々な分野にも利用可能である。
発明を実施するための最良の形態
本発明に係る発光発熱体用球体及び発光発熱体の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、本発明は以下に説明する実施形態のみに限定されるものではない。
（発光発熱体用球体の第一実施形態）
フェノール系樹脂５５重量部と、０．１〜０．５ｍｍの長さのアクリル繊維４５重量部とを混合する。なお、フェノール系樹脂の代わりに、ポリジビニルベンゼン樹脂を用いてもよい。
また、アクリル繊維の代わりに、動植物繊維や、アクリル繊維と動植物繊維との混合物を用いてもよい。このようなアクリル繊維等の繊維は、発光発熱体用球体の製造工程において炭化し、発光発熱体用球体の内部で炭素繊維となる。さらに、アクリル繊維の代わりに、酸化物系繊維，炭化物系繊維，窒化物系繊維，及びホウ素系繊維のうち少なくとも１種を用いてもよい。
フェノール系樹脂及びアクリル繊維の混合物を金型に充填し、これにフェノール系樹脂が硬化するのに十分な熱と圧力とをかけて、球形（例えば、直径３３ｍｍ）に成形する。なお、成形物の形状は、半球形，直方体，円柱形等の形状でもよい。半球形の場合は、この段階で２つの半球形を一体化し球形としておく。また、この成形物は、所望の成分を注入するための穴や凹部等を有していてもよい。
そして、該成形物を不活性ガス中、２５０〜３００℃で耐炎化処理を施し、さらに１０００〜１５００℃で炭化する。次いで、２０００〜３０００℃で黒鉛化し、さらに、サイジング処理（表面処理）を施す。
炭化及び黒鉛化の工程においては、熱間静水圧成形（ＨＩＰ）で３０ＭＰａ以上の圧力を等方的にかけながら、不活性ガス中での焼成を繰り返すことによって、黒鉛を高密度化する。なお、ＨＩＰは、球形にも等方的に圧力をかけることができる方法である。
一般の黒鉛や炭素類の表面及び内部には多数の細孔が存在し、細孔部分の表面積は全表面積の２５％程度であることが通常である。しかし、前記のような操作によって、該黒鉛の表面及び内部に存在する細孔の表面積を、全表面積の１０％以下にまで、場合によっては５％以下にまで低減することができる。
フィラーとしてフェノール系樹脂を使用すると、細孔が比較的少ない黒鉛が得られるが、前記のような圧力を加えながらの焼成によって、より精度よく不浸透性黒鉛を得ることができる。このような、不浸透性黒鉛は、広い実用温度範囲にわたって、ほとんどの化学薬品に対して耐食性を有する。また、一般の耐食性材料と比較して、極めて高い熱伝導性を有している。さらに、熱安定性に優れており、急激な温度変化にも悪影響を受けにくい。
なお、フェノール系樹脂の添加量は１０〜６０重量部の範囲が好ましい。フェノール系樹脂が６０重量部を越えると、得られた不浸透性黒鉛の比重が軽くなってしまい、また、内部に気泡が入りやすくなったり未硬化部分（ゲル状部分）が残存しやすくなったりする。さらに、炭化工程及び黒鉛化工程において、圧力を等方的にかけにくくなる。また、１０重量部未満であると、フェノール系樹脂とアクリル繊維とを一体化して、成形物とすることが困難になる。
上記のような問題点がより確実に発生しないようにするためには、フェノール系樹脂の添加量は、２０〜５５重量部とすることが、より好ましい。ただし、耐熱衝撃性を考慮すると、フェノール系樹脂はアクリル繊維を固めるのに必要な量で十分であり、より少量の方が好ましい。
このような操作を施すことにより、不浸透性黒鉛からなる球形（例えば、直径３０ｍｍ）の発光発熱体用球体が得られる。直方体，円柱形等の形状の場合には研磨等により球形に成形し、発光発熱体用球体とする。
この発光発熱体用球体は不浸透性黒鉛で構成されているため、ゴムと同程度か、それ以下の吸着性しか備えていない。なおかつ、強度は通常の黒鉛の２〜３倍、ショア硬度は６５以上（本実施形態の場合は６８）、密度は１．８７ｇ／ｃｍ３以上（繊維の混合の割合で調節することが可能）を得ることができる。なお、引張強度は１６．７ＭＰａ、曲げ強度は３５．３ＭＰａ、圧縮強度は９８．０ＭＰａ、弾性率は１２７００ＭＰａ以上、熱膨張係数は３．０×１０−６／℃、熱伝導度は１５１Ｗ／ｍ・℃、耐熱温度は３０００℃である。
また、化学的性質については、濃硫酸、硝酸等の強酸性の薬品や、水酸化ナトリウム水溶液等の強アルカリ性の薬品等に対して優れた耐食性を示す。ただし、フェノール系樹脂を原料とした場合は、耐アルカリ性が若干劣る場合がある。耐食性試験の結果を表１〜３にまとめて示す。なお、各表中の濃度の項の「全」は、「全ての濃度」を意味する。
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この発光発熱体用球体は上記のような不浸透性黒鉛からなるので、以下のような優れた特性を有する。
（１）前記有害物質等の化学物質により劣化しにくい。
（２）雰囲気中の酸素や前記廃棄物等が分解して生成した酸素と反応しにくいため劣化しにくく、また、一酸化炭素や二酸化炭素を発生することがほとんどない。
（３）強度が高いため、摩耗が少なく耐久性に優れる。
（４）細孔が少ないため、前記有害物質等を吸着しにくい。また、気体等をほとんど吸着していないので、高温下で吸着ガスを発することが極めて少ない。
（５）電気及び熱の伝導性に優れている。
（６）温度の急激な変化による衝撃に強い。
本実施形態の発光発熱体用球体は、空気中でも問題なく使用可能であるが、真空状態や無酸素状態において使用すれば、発光発熱体用球体が酸化劣化しにくいので使用条件としては好ましい。なお、詳細は下記の発光発熱体の実施形態の項において述べる。
（発光発熱体の実施形態）
第一実施形態の発光発熱体用球体の複数を集合させてなる発光発熱体に電圧を印加して、光及び熱を生じさせる方法を図面を参照しながら説明する。
第１図は、発光発熱体用球体１の複数を集合させてなる発光発熱体Ｈに、電圧を印加する様子を示す概念図である。また、第２図の（ａ）は、複数の発光発熱体用球体１が相互に点接触をしている様子を示す概念図であり、（ｂ）は、その接触部分を拡大した概念図である。
一対の板状の電極Ｅ，Ｅの間に、発光発熱体Ｈを構成する複数の発光発熱体用球体１を介装する。なお、電極Ｅには、カーボン電極が好ましく使用される。発光発熱体用球体１は球形であるので、各発光発熱体用球体１は相互に点接触をしている。
電極Ｅ，Ｅには、図示しない電源が接続されている。そして、カーボン電極Ｅ，Ｅに約２００Ｖの電圧を印加すると、隣接する発光発熱体用球体１の間に放電が生じ、該放電は全ての発光発熱体用球体１において行われるようになる。
放電が生じる仕組みを、第２図を参照して詳細に説明する。
発光発熱体用球体１は球形であるので、上述のようにその接触形態は点接触となっている。ただし、発光発熱体用球体１の表面は、ミクロ的に見れば小さい凹凸を有しているので、前記接触部分においては、ミクロな凸部同志が接触している接触点と、間隙部とが存在する。そこに電圧を印加すると、前記接触点を通じて通電が起こるが、発光発熱体用球体１同志が接触している面積は小さく、大電流を通電することはできないため、前記間隙部において放電が起こり火花Ｓが発生する。したがって、発光発熱体用球体１同志が線接触や面接触をしていて、接触している面積が大きいと、多くの電流が通電してしまうため、前記放電の効率が低下する。
この放電部分（火花Ｓ）の温度は約３０００℃であり、電圧を印加してから数十秒という短時間で、発光発熱体Ｈは約３０００℃の高温に安定する。放電が安定して生じるようになれば、印加する電圧は３０Ｖ程度の低電圧（電流は３００〜４００Ａ）で十分である。なお、印加する電圧の程度により、得られる温度を調節することが可能であるので、所望により印加する電圧の程度を変化させてもよい。
例えば、最初に印加する電圧を４００〜５００Ｖとすれば、約５０００℃の高温を得ることも可能である。約５０００℃においては、ほとんど全てのものが分解され、一般の焼却炉の残留物である灰までも分解することができる上、残留物がまったくない。また、分解速度が速いので大量の廃棄物をコンスタントに分解し続けることができる。なお、一旦約５０００℃となった後は、電圧は３０Ｖ程度で十分である。
発光発熱体Ｈを前記廃棄物等の処理装置（熱分解炉）に適用する場合は、温度が約３０００℃に安定したら、発光発熱体Ｈに前記廃棄物等を接触させる。厳密には、前記放電部分（火花Ｓ）に前記廃棄物等が接触する状態にする。このことにより前記廃棄物等は約３０００℃の高温に加熱されて、ダイオキシン等の前記有害物質を発生させることなく、無害な低分子量物質に熱分解される。
また、発光発熱体Ｈを、焼却炉から排出された前記有害物質を含有する排ガスや灰を熱分解処理する装置に適用する場合は、前記排ガス又は前記灰を発光発熱体Ｈ（厳密には、前記放電部分（火花Ｓ））に接触させる。このことにより前記排ガス又は前記灰は約３０００℃の高温に加熱されて、含有する前記有害物質は無害な低分子量物質に熱分解される。なお、発光発熱体Ｈを、焼却炉から排出された前記有害物質を含有する排ガスを熱分解処理する装置（排ガス用熱分解炉）に適用した例を、使用例として後に詳述する。
発熱と共に、前記放電により特異な強い光も生じる。該光は、ダイオキシン等の前記有害物質の熱分解において、その分解反応を促進しているものと考えられる。そして、特にダイオキシンの熱分解を促進する作用が高いと考えられる。
なお、前記放電部分の温度は３０００℃程度の高温であるが、そこから十数ｃｍ離れた位置の温度は約２００℃以下である。また、約５０００℃の高温とした場合でも、２０〜３０ｃｍ程離れた位置では、温度は急激に低くなっている。
したがって、熱分解により生成した低分子量物質は、約３０００℃から約２００℃以下に急冷されることとなる。徐冷された場合は、ダイオキシンが生成しやすい温度に前記低分子量物質が置かれる時間が長くなって、冷却中にダイオキシンが再生成されることがあるが、本実施形態の発光発熱体Ｈを使用した場合には、上記のように前記低分子量物質が急冷されるために、ダイオキシンが再生成される可能性がほとんどない。
本実施形態の発光発熱体Ｈは、空気中でも問題なく使用可能であるが、真空状態や無酸素状態において使用すれば、発光発熱体用球体１が酸化劣化しにくいので使用条件としては好ましい。
発光発熱体用球体１が酸化劣化することを低減できれば、発光発熱体用球体１が変形して放電の効率が低下するということが起こりにくいので、発光発熱体用球体１を長期間にわたって使用することが可能である。例えば、発光発熱体用球体１が真球状であった場合は、放電の効率が非常に良好であるが、酸化劣化により変形すると、放電の効率が低下してしまう。
特に、真空状態下では放電の効率が良好で、高温が得られやすいので、少ない電力で高温を得ることができて、高温を得るためのコストが安価であるという効果もある。さらに、真空状態下では分子の存在密度が低いので、分解された分子同士の再結合により新たな化学物質が生成しにくいという利点がある。
なお、前述の無酸素状態とは、酸素濃度が空気中の酸素濃度以下の状態を意味している。酸素濃度は低いほど好ましいが、空気中の酸素濃度以下であれば問題ない。酸素濃度が空気中の酸素濃度を越える値になると、発光発熱体用球体１が酸化劣化しやすくなる。
また、前述の真空状態とは、真空度が大気圧未満である状態を意味している。上記の酸素濃度の場合と同様の理由、及び上記のように放電の効率が高まることから、真空度は高いほど好ましい。ただし、真空度は中真空（１０−２Ｐａ以上１０Ｐａ未満）で十分であり、低真空（１０Ｐａ以上大気圧未満）でも差し支えない。
前記廃棄物等や前記排ガス等は、発光発熱体Ｈと直接接触させて熱分解してもよいし、容器や配管内に配した状態で外部から間接的に加熱して熱分解してもよい。直接接触させると、前記廃棄物等や前記排ガス等は３０００℃程度の高温に加熱されるので、ほぼ完全に熱分解することが可能である。
間接的に加熱した場合は、前記廃棄物等や前記排ガス等と発光発熱体Ｈとが接触することがないので、前記廃棄物等や前記排ガス等に由来する前記有害物質により、発光発熱体用球体１が腐食したり劣化したりすることがなく、長期間の使用が可能であるという利点がある。
また、前記廃棄物等や前記排ガス等と発光発熱体Ｈとを分離したので、発光発熱体Ｈを高い無酸素状態下又は高い真空状態下に置くことが可能である。よって、発光発熱体用球体１が酸化劣化しにくいので、発光発熱体用球体１をより長期間にわたって使用することが可能である。また、高い真空状態下に置くことができれば、放電の効率がより良好で、より高温が得られやすいので、より少ない電力で高温を得ることができて、高温を得るためのコストがより安価となる。
（発光発熱体用球体の第二実施形態）
使用する原料以外は第一実施形態と全く同様であるので、同様の部分の説明は省略し、相違点のみ説明する。
第一実施形態におけるアクリル繊維の代わりにグラファイト粉末（固定炭素９９．５％，平均粒径４μｍのもの）を使用した以外は、第一実施形態と全く同様にして、発光発熱体用球体を製造した。なお、グラファイト粉末は、カーボンブラック粉，コークス，備長炭等の木炭の微粉，又はこれらのうちの２種以上の混合物でもよい。
こうして得られた発光発熱体用球体は、第一実施形態の発光発熱体用球体と同様の優れた特性を有していた。
なお、本実施形態の発光発熱体用球体に関しても、第一実施形態の発光発熱体用球体と同様に、発光発熱体を構成して光及び熱を発生させることができる。その方法は、第一実施形態の発光発熱体用球体の場合（発光発熱体の実施形態の項に記載）と同様であるので、その説明は省略する。
（発光発熱体用球体の第三実施形態）
使用する原料以外は第一実施形態と全く同様であるので、同様の部分の説明は省略し、相違点のみ説明する。
フェノール系樹脂５５重量部と、グラファイト粉末（固定炭素９９．５％，平均粒径４μｍのもの）４０重量部と、炭素繊維５重量部とを混合する。
なお、フェノール系樹脂の代わりに、ポリジビニルベンゼン樹脂を用いてもよい。また、グラファイト粉末は、カーボンブラック粉，コークス，備長炭等の木炭の微粉，アクリル繊維，動植物繊維，又はこれらのうちの２種以上の混合物でもよい。さらに、炭素繊維の代わりに、酸化物系繊維，炭化物系繊維，窒化物系繊維，及びホウ素系繊維のうち少なくとも１種を用いてもよい。
フェノール系樹脂，グラファイト粉末，炭素繊維の混合物に第一実施形態と同様の操作を施して、高密度で細孔が少ない不浸透性黒鉛からなる球形の発光発熱体用球体を製造した。
こうして得られた発光発熱体用球体は、第一実施形態の発光発熱体用球体と同様の優れた特性を有することに加えて、炭素繊維の添加により強度がより優れている。
なお、フェノール系樹脂の添加量は１０〜６０重量部、グラファイト粉末は３０〜８９重量部、炭素繊維は１〜１０重量部であることが好ましく、この範囲内の組成で様々な特性の発光発熱体用球体を製造することが可能である。
フェノール系樹脂が６０重量部を越えると、第一実施形態において前記した不都合が生じる場合がある。また、１０重量部未満であると、フェノール系樹脂とグラファイト粉末とを一体化して、成形物とすることが困難になる。上記のような問題点がより確実に発生しないようにするためには、フェノール系樹脂の添加量は、２０〜５５重量部とすることが、より好ましい。ただし、フェノール系樹脂はグラファイト粉末を固めるのに必要な量で十分であり、耐熱衝撃性を考慮すると、より少量の方が好ましい。
また、炭素繊維の添加量が１重量部未満であると、強度を向上させる効果が小さく、１０重量部を越えると、得られた発光発熱体用球体にクラックが生じやすくなる傾向がある。強度とクラックの生じ難さとのバランスから、炭素繊維の添加量は３〜７重量部とすることが、より好ましい。
なお、本実施形態の発光発熱体用球体に関しても、第一実施形態の発光発熱体用球体と同様に、発光発熱体を構成して光及び熱を発生させることができる。その方法は、第一実施形態の発光発熱体用球体の場合（発光発熱体の実施形態の項に記載）と同様であるので、その説明は省略する。
（発光発熱体用球体の第四実施形態）
使用する原料以外は第一実施形態と全く同様であるので、同様の部分の説明は省略し、相違点のみ説明する。
フェノール系樹脂５５重量部と、グラファイト粉末（固定炭素９９．５％，平均粒径４μｍのもの）４０重量部と、タングステン粉末（平均粒径１．０μｍ程度，嵩比重（無荷重）４．２２，純度９９．９％以上）５重量部とを混合する。なお、フェノール系樹脂の代わりに、ポリジビニルベンゼン樹脂を用いてもよい。また、グラファイト粉末は、カーボンブラック粉，コークス，備長炭等の木炭の微粉，アクリル繊維，動植物繊維，又はこれらのうちの２種以上の混合物でもよい。さらに、タングステン粉末は、チタン粉末（平均粒径１．０μｍ程度，嵩比重（無荷重）１．５〜２．０，純度９９．９％以上）、又は、前記タングステン粉末と前記チタン粉末との混合物でもよい。
フェノール系樹脂，グラファイト粉末，タングステン粉末の混合物に第一実施形態と同様の操作を施して、高密度で細孔が少ない不浸透性黒鉛からなる球形の発光発熱体用球体を製造した。ただし、第一実施形態の場合とは異なり、本実施形態の発光発熱体用球体はタングステンを含有しており、また、黒鉛化の最終工程には不活性ガス中、約３０００℃での熱処理工程を有している。
タングステンは約３０００℃での熱処理により一炭化二タングステン（Ｗ２Ｃ、式量３７９．７１、密度１７．２ｇ／ｃｍ３、モース硬度９、電気抵抗率８１μΩ／ｃｍ（２５℃））となっており、また、チタンが含有される場合には炭化チタン（ＴｉＣ、式量５９．９０、融点３１４０±９０℃、沸点４３００℃、密度４．９４ｇ／ｃｍ３、電気抵抗率１９３μΩ／ｃｍ（室温））となっている。なお、一炭化二タングステンは２４００℃以上で加熱された場合は、その結晶形は安定なβ型となる。
チタンは、融点が１６７５℃、沸点が３２６２℃、密度が４．５４ｇ／ｃｍ３であるが、炭化チタンとなることによって、融点，沸点が大幅に上昇し、密度も高密度となる。なお、タングステンの融点は３３８７℃、沸点は５９６２℃である。
このような一炭化二タングステン及び炭化チタンの少なくとも一方を含有する不浸透性黒鉛からなる発光発熱体用球体は、第一実施形態の項に前記した（１）〜（６）のような特徴を有することに加えて、第一実施形態の一炭化二タングステン及び炭化チタンを含有しないものと比較して、耐食性、機械的強度（硬度が高く、弾性率は３１００００〜４４００００ＭＰａである）、耐熱性（３０００℃以上に耐える）がさらに優れている。また、電気通電性に優れ（電気抵抗率は７０μΩ／ｃｍ以下である。本実施形態の場合は、１０μΩ／ｃｍである。）、放電の効率が良好である。
なお、不活性ガス中、約３０００℃での熱処理は、下記のような利点がある。
（ａ）熱処理後に、発光発熱体用球体に光輝熱処理（発光発熱体用球体の表面を光沢を有する状態にする処理）等の仕上げ処理や仕上げ加工を施す必要がない。
（ｂ）使用時に発光発熱体用球体の変形が小さい。
（ｃ）無公害である。
なお、フェノール系樹脂の添加量は１０〜６０重量部、グラファイト粉末は２０〜８９重量部、タングステン粉末は１〜２０重量部であることが好ましい。フェノール系樹脂が上記の範囲を外れると、第三実施形態において前記したような不都合が生じる場合がある。なお、タングステン粉末を１０重量部を越えて添加した場合には、フェノール系樹脂，グラファイト粉末，及びタングステン粉末を一体化して成形物とするために、フェノール系樹脂の添加量は２０〜６０重量部とすることが好ましい。
また、タングステン粉末の添加量が１重量部未満であると、機械物性，耐食性，耐熱性を向上させる効果が小さく、２０重量部を越えると、逆に前記機械物性が低下する方向となって、発光発熱体用球体にクラックが生じやすくなる傾向となり、また、発光発熱体用球体の加工性が低下する傾向となる等の不都合が生じる場合がある。機械物性，耐食性，耐熱性を十分に向上させ、且つ前記のクラックや加工性の問題が確実に生じないようにするためには、タングステン粉末の添加量は、５〜１０重量部とすることが、より好ましい。
ただし、上記のクラックや加工性の問題は、発光発熱体用球体が、２つの半球形を一体化し球形としたものである場合に発生しやすく、初めから原料を球形に成形したものである場合は発生しにくい。したがって、穴や凹部等を有する球形を原料から成形し、タングステン粉末をその穴や凹部等から注入して発光発熱体用球体を製造すれば、タングステン粉末の添加量を１０重量部超過としても、上記のような問題点が発生する可能性が低い。よって、タングステン粉末の添加量が１０重量部超過２０重量部以下である場合には、上記のような方法を採用することが望ましい。
なお、本実施形態の発光発熱体用球体に関しても、第一実施形態の発光発熱体用球体と同様に、発光発熱体を構成して光及び熱を発生させることができる。その方法は、第一実施形態の発光発熱体用球体の場合（発光発熱体の実施形態の項に記載）と同様であるので、その説明は省略する。
（発光発熱体用球体の第五実施形態）
グラファイト粉末をフェノール系樹脂よりも多量に使用した場合の例を説明する。このようにフェノール系樹脂をバインダーとして使用すると、硬度が向上するという利点がある。使用する原料以外は第一実施形態と全く同様であるので、同様の部分の説明は省略し、相違点のみ説明する。
フェノール系樹脂２０重量部と、グラファイト粉末（固定炭素９９．５％，平均粒径４μｍのもの）７０重量部と、タングステン粉末（平均粒径１．０μｍ程度，純度９９．９％以上）１０重量部とを混合する。なお、フェノール系樹脂の代わりに、ポリジビニルベンゼン樹脂を用いてもよい。また、グラファイト粉末は、カーボンブラック粉，コークス，備長炭等の木炭の微粉，アクリル繊維，動植物繊維，又はこれらのうちの２種以上の混合物でもよい。さらに、タングステン粉末は、チタン粉末、又は前記タングステン粉末と前記チタン粉末との混合物でもよい。
フェノール系樹脂，グラファイト粉末，及びタングステン粉末の混合物に第四実施形態と同様の操作を施して、高密度で細孔が少ない不浸透性黒鉛からなる球形の発光発熱体用球体を製造した。
このようにして得られた発光発熱体用球体は、第四実施形態の発光発熱体用球体と同様の優れた特性を有していて、その比重は１．５〜１．８であった。ただし、比重９．０ｇ／ｃｍ３のタングステン粉末（９８ＭＰａの圧力によりプレスしたもの）を使用すると、発光発熱体用球体の比重は２．６６〜２．７となる。発光発熱体用球体に不浸透性を保持させるため、及び圧力をかけて高密度化するためには、比重９．０ｇ／ｃｍ３のタングステン粉末を使用することはより好ましい。
なお、本実施形態の発光発熱体用球体に関しても、第一実施形態の発光発熱体用球体と同様に、発光発熱体を構成して光及び熱を発生させることができる。その方法は、第一実施形態の発光発熱体用球体の場合（発光発熱体の実施形態の項に記載）と同様であるので、その説明は省略する。
（発光発熱体用球体の第六実施形態）
使用する原料以外は第一実施形態とほぼ同様であるので、同様の部分の説明は省略し、相違点のみ説明する。
フェノール系樹脂２０重量部と、ジルコニウム粉末１０〜２０重量部と、グラファイト粉末（固定炭素９９．５％，平均粒径４μｍのもの）６０〜７０重量部とを混合する。なお、フェノール系樹脂の代わりに、ポリジビニルベンゼン樹脂を用いてもよい。また、グラファイト粉末は、カーボンブラック粉，コークス，備長炭等の木炭の微粉，アクリル繊維，動植物繊維，又はこれらのうちの２種以上の混合物でもよい。
フェノール系樹脂，グラファイト粉末，ジルコニウム粉末の混合物を、まず２５０〜３００℃に加熱してフェノール系樹脂を硬化させ、次に１９００℃（ジルコニウムの融点１８５７℃以上）でＨＩＰ焼成して、炭素とジルコニウムとを反応させ炭化ジルコニウムＺｒＣ（融点３５４０℃、沸点５１００℃、モース硬度８〜９以上）とし、高密度で細孔の少ない炭素材とした。そして、さらに３０００℃でＨＩＰ焼成して、不浸透性黒鉛からなる球形の発光発熱体用球体を製造した。なお、添加した金属がジルコニウムの場合はその融点が１８５７℃であるので、その融点以上の１９００℃でＨＩＰ焼成したが、後述のような他の金属の場合には炭素と反応させて金属炭化物とするため、その金属の融点以上の温度でＨＩＰ焼成することが好ましい。
こうして得られた発光発熱体用球体は、第一実施形態の発光発熱体用球体と同様の優れた特性を有することに加えて、ジルコニウム粉末の添加により発光発熱体用球体の耐熱性がより優れている。
なお、ジルコニウム粉末の添加量が１０重量部未満であると、耐熱性の大きな向上が期待できず、また、２０重量部を越えると、第四及び第五実施形態と同様にクラックが生じやすくなるという問題がある。
また、ジルコニウム粉末をニオブ粉末（Ｎｂ），ホウ素粉末（Ｂ），タンタル粉末（Ｔａ），又はモリブデン粉末（Ｍｏ）としてもよいし、これらのうち２種以上を混合して用いてもよい。さらに、これらにタングステン粉末及びチタン粉末の少なくとも一方を添加してもよい。それぞれの添加量は１０〜２０重量部とし、これら金属成分は合計４０重量部を越えないものとする。なお、グラファイト粉末（カーボンブラック粉末）は４０重量部以上とし、バインダーであるフェノール系樹脂は２０重量部程度が好ましい。
なお、ジルコニウム粉末とニオブ粉末とを併せて使用した場合は、これらが高温で反応し、その反応生成物は超電導性を有する。また、ニオブはグラファイト粉末（カーボンブラック粉末）と反応して炭化ニオブとなり、発光発熱体用球体の耐熱性，硬度，及び導電性を向上させる効果がある。
このような本実施形態の発光発熱体用球体に関しても、第一実施形態の発光発熱体用球体と同様に、発光発熱体を構成して光及び熱を発生させることができる。その方法は、第一実施形態の発光発熱体用球体の場合（発光発熱体の実施形態の項に記載）と同様であるので、その説明は省略する。
また、これまで説明してきた各実施形態においては、原料を金型に入れて加熱，加圧し球形に成形した例を説明したが、原料をカプセルに入れて加熱，加圧し棒状に成形した後に、切削加工して球形としてもよい。その際には、原料をカプセルに入れた後、カプセル内を真空に脱気し加熱してフェノール系樹脂を硬化させる。そして、温度を１９００℃以上に上げ、４９〜２９４ＭＰａの圧力でＨＩＰ焼成し、さらに３０００℃でＨＩＰ焼成する。
なお、３０００℃でのＨＩＰ焼成を行う前の段階でも、非常に高密度化された炭素材（炭素の理論密度の９０．０％以上の密度を有する炭素材）となっているので、この棒状の炭素材を研削加工して球形とすれば、細孔の少ない発光発熱体用球体として好適に使用することができる。
金型を用いた方法の場合は、球形への成形工程及びＨＩＰ焼成工程の全く異なる２つの工程を行う必要があるが、このようなカプセルを用いた方法であれば、ＨＩＰ焼成工程の１工程のみでよいので、経済的である。
なお、カプセルの材質としては、原料と高温下で反応を起こさないようなものであれば特に限定されないが、通常、ステンレス、アルミニウム、鉄等があげられる。
（発光発熱体用球体の第七実施形態）
バインダーとしてピッチ（石油ピッチ、コールタールピッチ、松根ピッチ等）を用いた例を説明する。
グラファイト粉末（カーボンブラック粉末でもよい），ピッチ，金属粉末，及び少量の（最小限の）溶剤を混合し、ステンレス、アルミニウム、鉄等からなる円柱形のカプセルに装入する（装入量はカプセル容量の８０ｖｏｌ％程度）。該カプセル内を脱気し真空として１０００℃で焼成後、４９〜２９４ＭＰａの圧力下１９００℃以上で焼成し、炭化させる。そしてさらに３０００℃で黒鉛化し、球形に加工して、高密度で細孔の少ない不浸透性黒鉛からなる発光発熱体用球体を製造した。
なお、グラファイト粉末は４０重量部以上である。そして、金属粉末はタングステン粉末，チタン粉末，ジルコニウム粉末，ニオブ粉末，ホウ素粉末，タンタル粉末，及びモリブデン粉末から選ばれた１種以上であり、合計１０〜２０重量部である。
また、３０００℃での黒鉛化を行う前の段階でも、非常に高密度化された炭素材となっているので、これを研削加工して球形とすれば、細孔の少ない発光発熱体用球体として好適に使用することができる。
なお、本実施形態の発光発熱体用球体に関しても、第一実施形態の発光発熱体用球体と同様に、発光発熱体を構成して光及び熱を発生させることができる。その方法は、第一実施形態の発光発熱体用球体の場合（発光発熱体の実施形態の項に記載）と同様であるので、その説明は省略する。
（発光発熱体用球体の第八実施形態）
上記の第一〜第六実施形態においては、加圧及び焼成の工程は不活性ガス中で行ったが、この不活性ガスを窒素とすれば、チタンやニオブ等の添加した金属成分等が窒化するため、発光発熱体用球体の強度，硬度，及び放電に対する耐性をさらに高めることが可能である。
また、第一〜第七実施形態において製造された発光発熱体用球体を、窒素雰囲気下１９００〜２０００℃で再度焼成することによっても、同様の効果を得ることができる。
なお、本実施形態の発光発熱体用球体に関しても、第一実施形態の発光発熱体用球体と同様に、発光発熱体を構成して光及び熱を発生させることができる。その方法は、第一実施形態の発光発熱体用球体の場合（発光発熱体の実施形態の項に記載）と同様であるので、その説明は省略する。
（使用例）
本発明に係る発光発熱体用球体、及び該発光発熱体用球体からなる発光発熱体を、焼却炉から排出される排ガスを高温に加熱して、該排ガスに含有されるダイオキシン等の前記有害物質を熱分解し無害化する排ガス用熱分解炉に使用した例を、図面を参照しながら詳細に説明する。
第３図は、排ガス用熱分解炉６の外観を示す斜視図、第４図はその縦断面図、第５図は第４図のＡ−Ａ線水平断面図である。以下の説明における「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」等の方向を示す用語は、説明の便宜上、各図面におけるそれぞれの方向を意味するものである。
なお、本発明の発光発熱体用球体、及びその発光発熱体用球体からなる発光発熱体の適用例は、以下に説明する使用例のみに限定されるものではない。
内部に加熱室１０を備えた排ガス用熱分解炉６は、排ガスを加熱室１０内に導入する導入口２０をその一側面に備えており、そして、排ガスが熱分解された分解ガスを加熱室１０外に排出する排気口２１をその上面に備えている。なお、導入口２０は、セラミック製の外管２０ａと、炭素製の内管２０ｂとからなる２重構造を有する管から構成されており、排気口２１も同様に、セラミック製の外管２１ａと、炭素製の内管２１ｂとからなる２重構造を有する管から構成されている。
排ガス用熱分解炉６の外壁１１は２層構造となっており、外層の耐熱塗料を被覆した鉄板１２と、内層の耐熱耐火レンガ１４とで構成されている。加熱室１０内は後述のように３０００℃程度の高温となるが、無酸素状態又は真空状態であるために熱伝導が少ないので、外壁１１の構成はこのような簡易なものでも十分である。
耐熱耐火レンガ１４で囲まれた直方体状の空間は、気密性の加熱室１０を形成していて、導入口２０から導入された排ガスが該加熱室１０内において加熱，熱分解され、その分解ガスが排気口２１から排出されるような構造となっている。なお、耐熱耐火レンガ１４の目地の部分には耐火コンクリート等の不定形耐火物が充填されていて（図示せず）、加熱室１０の気密性が高められている。
加熱室１０の内部には、導入口２０と排気口２１とを連結する炭素製の耐熱管２２が備えられている。なお、この耐熱管２２は、３０００℃程度の高温に耐えるものであれば、アルミナ等の他の材質で構成されていてもよい。その材質によっては、耐熱管２２の耐熱性や強度を向上させるため、その構造を二重構造にしてもよい。
耐熱管２２は、水平な部分と、加熱室１０の側面に沿った垂直な部分とが、交互に組み合わされて構成されていて、蛇行しながら上下方向に延びた形態を有している。そしてさらに、前記水平な部分は途中で複数（第５図の例では３本）の管に分岐して、その後１つに合流する構造となっている。すなわち、耐熱管２２は、分流，合流，蛇行を繰り返す形態を有している。
耐熱管２２の内部以外の加熱室１０内には、前記第四実施形態の発光発熱体用球体４が多数充填されていて、該発光発熱体用球体４が耐熱管２２の周りを囲うと共に、発光発熱体を構成している。発光発熱体用球体４は球形であるので、隣接する発光発熱体用球体４とは点接触している。また、耐熱管２２とも点接触している。
加熱室１０の上面と底面とには、一対の電極を構成する２枚の板状のカーボン電極３０，３０が配設され、発光発熱体用球体４が２枚のカーボン電極３０，３０の間に介装された構造となっている。該カーボン電極３０，３０には炭素棒３１，３１が取り付けられ、炭素棒３１は外壁１１を貫通して排ガス用熱分解炉６の外部に突出している。なお、炭素棒３１は耐熱耐火ステンレス製の棒でもよい。ただし、耐熱耐火ステンレス製の棒がカーボン電極３０を貫通して発光発熱体用球体４と接触するような構造となっている場合には、劣化防止のため該接触部分を炭素製のカバー材で覆う必要がある。
また、加熱室１０と排気口２１との間には、繊維状の活性炭フィルター５０が装着されている。活性炭の表面には無数の細孔（この細孔には、直径２０Å以下のミクロ細孔、２０Å超過１０００Å未満の中間細孔、１０００Å以上のマクロ細孔がある。）があり、その比表面積は５００〜１７００ｍ２／ｇと大きいため、活性炭は強い吸着性を有していて、選択的に比較的大きい分子を物理的に吸着することができる。なお、繊維状の活性炭フイルター５０の代わりに、粒状の活性炭を使用してもよい。
排気口２１には、導入口２０から排気ガスを吸引して加熱室１０内に導入するブロワー５１が取り付けられている。なお、ブロワー５１は真空ポンプでもよい。
また、排ガス用熱分解炉６の上面及び底面のカーボン電極３０が設けられている部分には、開口部５２が設けられていて、排ガス用熱分解炉６の内部の点検やメンテナンス（発光発熱体用球体４、カーボン電極３０、耐熱耐火レンガ１４等の劣化の程度の点検や、発光発熱体用球体４、カーボン電極３０の交換）が行えるようになっている。なお、鉄製の板５３で開口部５２を覆った上、該板５３を複数のボルト５４で外壁１１に固定し、さらに、板５３と外壁１１の鉄板１２の表面との間には図示しない耐火シート（シール材）が介装されているので、排ガス用熱分解炉６内の気密性は十分に保たれている。さらにまた、カーボン電極３０と板５３との間には耐火コンクリート５５が備えられているので、排ガス用熱分解炉６内の保温性は十分に保たれている。なお、耐火コンクリート５５は、耐熱耐火レンガでもよい。
次に、このような排ガス用熱分解炉６を使用して、排ガス中の有害物質を熱分解する方法を説明する。
加熱室１０は図示しない真空ポンプと連結していて、該真空ポンプにより加熱室１０内は真空状態（例えば、６．７×１０−２Ｐａ程度の高真空としてもよいし、０．０２〜０．０６ＭＰａ程度の低真空としてもよい）となっている。したがって、加熱室１０内に充填されている発光発熱体用球体４も、真空状態下に置かれている。
炭素棒３１，３１には図示しない電源が接続されている。そして、カーボン電極３０，３０に約２００Ｖの電圧を印加すると、発光発熱体用球体４の間に放電が生じ、該放電は加熱室１０内の全ての発光発熱体用球体４において行われるようになる。また、発光発熱体用球体４と耐熱管２２との間にも、放電が行われるようになる。
この放電部分は約３０００℃であり、電圧を印加してから数十秒という短時間で加熱室１０内が約３０００℃の高温となる。発光発熱体用球体４と耐熱管２２との間においても放電が生じているので、耐熱管２２も約３０００℃の高温となる。この高温により、耐熱管２２内に導入された排ガスは、２０００℃を越える高温となる。なお、発光発熱体用球体４と耐熱管２２との間において放電が生じていない場合は、耐熱管２２内の排ガスの温度は、１６００〜２０００℃である。このときの排ガス用熱分解炉６の外壁１１（鉄板１２）の温度は、室温程度である。放電が安定して生じるようになれば、印加する電圧は３０Ｖ程度の低電圧（電流は３００〜４００Ａ）で十分である。なお、印加する電圧の程度により、得られる温度を調節することが可能であるので、所望により印加する電圧の程度を変化させてもよい。
図示しない焼却炉の煙突を導入口２０に接続すると、前記焼却炉から排出された排ガスが耐熱管２２内に導入される。ブロワー５１により耐熱管２２内の排ガスを吸引するので、排ガスが逆流したり耐熱管２２内に滞留したりすることはない。耐熱管２２に導入された排ガスは、２０００℃を越える高温に晒されるため、排ガス中に含まれる煤塵，二酸化炭素，塩素化合物，窒素化合物，ダイオキシン等の有害物質は燃焼することなく熱分解されて、無害な分解ガスとなる。
なお、前記放電により、発熱と共に発光も生じる。この発光は、有害物質の熱分解において、その分解反応を促進する効果があると考えられる。特に、ダイオキシンの熱分解においては、その効果が高いと考えられる。
この分解ガスには、無害な低分子量物質の他に、炭化水素や重金属等が含まれている場合があるが、これらは活性炭フイルター５０により吸着されるので、排気口２１から排ガス用熱分解炉６の外部に排出されることはない。また、微量の有害物質が残存している可能性もあるが、これも活性炭フィルター５０により吸着されるので、排気口２１から排ガス用熱分解炉６の外部に排出されることはない。
この活性炭フィルター５０は１２０〜２００℃の水蒸気を吹き付けることにより、再生して、繰り返し使用することが可能である。このため、経済性及び二次公害防止上の面から優れている。また、吸着されている重金属の比率が高まった活性炭フィルター５０からは、工業用ミル等で粉砕し、その比重で篩分けすることにより、重金属を回収することも可能である。
なお、導入口２０，排気口２１，ブロワー５１等の排ガス用熱分解炉６における位置は、本発明の目的を達成することができるならば、本使用例に限定されるものではない。例えば、ブロワー５１は、本使用例では排気口２１に取り付けたが、排ガスを排出する焼却炉と導入口２０との間に取り付けてもよい。
また、焼却炉が排出する排ガスが多量である場合には、複数の排ガス用熱分解炉６を前記焼却炉に取り付けてもよい。その場合には、前記焼却炉の煙突と複数の排ガス用熱分解炉６の導入口２０とを接続するためのアダプターを用いて、前記焼却炉からの排ガスを分岐させて、各排ガス用熱分解炉６に供給する。
さらに、本使用例においては、排ガスが加熱される時間を十分に取るために、耐熱管２２の形態には蛇行した形態を採用したが、排ガスに含まれる有害物質の種類，濃度や分解処理する排ガスの量等の条件に応じて、耐熱管２２の形態は自由に設計可能であり、例えば、直線状の形態等であっても差し支えない。また、本使用例においては、耐熱管２２は上下に延びた形態であったが、水平方向に延びた形態であってもよいことは勿論である。水平方向に延びた形態とすると、発光発熱体用球体４の使用量、及び消費電力を少なくすることができる。
なお、本使用例においては、本発明の発光発熱体用球体及び発光発熱体を排ガス熱分解炉に適用した場合を例示して説明したが、本発明の発光発熱体用球体及び発光発熱体の発光及び発熱を利用するものであれば、廃棄物の熱分解装置等の他の装置にも適用可能であることは勿論である。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明の発光発熱体は、空気中においても約３０００℃以上の高温を得ることができ、煤塵，塩化水素等の塩素化合物，ＮＯｘ等の窒素化合物，ダイオキシン等の有害物質を生成することなく、前記廃棄物等を効率よく熱分解することが可能である。また、本発明の発光発熱体用球体は、前記発光発熱体を構成すると共に、前記有害物質等の化学物質による腐食や酸化を受けにくく、さらに、二酸化炭素等の気体や前記有害物質等を吸着しにくい。
【図面の簡単な説明】
第１図は、発光発熱体用球体の複数を集合させてなる発光発熱体に、電圧を印加する様子を示す概念図である。
第２図は、発光発熱体用球体における放電の様子を説明する概念図である。
第３図は、排ガス用熱分解炉の外観を示す斜視図である。
第４図は、第３図の排ガス用熱分解炉の縦断面図である。
第５図は、第４図の排ガス用熱分解炉のＡ−Ａ線水平断面図である。
【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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