【手続補正書】
【提出日】平成29年10月26日(2017.10.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力容器内に、処理対象物を該圧力容器上部の投入口から投入する投入過程と、該圧力容器内に高温、高圧の水蒸気を供給して、該圧力容器内の処理対象物を攪拌しつつ加温、加圧して分解する亜臨界水処理過程と、前記圧力容器を開けて、前記亜臨界水処理過程を経た前記処理対象物を取出す過程と、を有してなり、
前記亜臨界水処理過程は、
それまでほぼ時間に比例して穏やかな傾きの直線状に上昇していた、前記圧力容器内の温度又は圧力が、前記傾きに対して２０％以上大きい傾きの曲線又は直線に沿って上昇する場合を、急上昇と定義したとき、前記処理対象物の一部の結合の分解が開始するタイミングを、前記圧力容器内の温度が１５０℃以上の範囲で、前記圧力容器内の、長手方向中央位置における頂点を含む少なくとも３個所のうち１個所の温度の急上昇から検出する過程と、
前記の検出の後、前記圧力容器内の温度を、前記分解の開始のタイミングにおける温度に５〜１０分間維持して、前記処理対象物の一部の分解熱により、他の部分の結合の分解を促す過程と、
前記５〜１０分間の経過後に水蒸気の供給を停止し、前記圧力容器内の水蒸気を排出する過程と、を有することを特徴とする亜臨界水処理方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記温度の急上昇を検出する箇所を、少なくとも前記圧力容器内の、前記長手方向中央位置での頂点、及び、その長手方向両側に５０ｃｍ〜１５０ｃｍ離間した位置での頂点の３個所としたことを特徴とする亜臨界水処理方法。
【請求項３】
請求項２において、
前記圧力容器が水平方向に長い筒状体を含むとき、前記温度の急上昇を検出する箇所を、前記圧力容器内の頂点で、且つ、前記筒状体の長手方向中央位置、及び、長手方向両端位置の３個所を含むようにしたことを特徴とする亜臨界水処理方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記処理対象物を攪拌する攪拌装置の回転シャフトを、モーターから減速機を介して駆動するようにし、この回転シャフトの回転トルクと回転速度との積が一定となるように、前記減速機を介して前記回転シャフトの回転速度を制御することを特徴とする亜臨界水処理方法。
【請求項５】
請求項４において、
前記圧力容器内の温度が１５０℃を越えること、及び、前記回転シャフトの回転トルクの変動幅が一定値以下となることの一方の条件が充足されたときから、前記圧力容器内の温度の検知を開始することを特徴とする亜臨界水処理方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記処理対象物に、処理促進剤として、前記処理対象物の重量の２％乃至１５％重量の、シリコン樹脂を除く合成樹脂、稲わら、樹木の枝、枯草、枯葉、材木のうち少なくとも一つを加えて処理することを特徴とする亜臨界水処理方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記処理対象物における含有物の種類毎に予め、前記圧力容器内における前記急上昇の開始時の温度を測定しておき、前記圧力容器内の温度が、前記予め測定された急上昇開始時の温度に到達したとき、前記圧力容器内の温度を、前記分解の開始のタイミングにおける温度に５〜１０分間維持して、前記処理対象物の一部の分解熱により、他の部分の結合の分解を促す過程を開始することを特徴とする亜臨界水処理方法。
【請求項８】
請求項７において、
前記予め測定された温度のうち、前記急上昇開始時の温度が最も低い種類の前記含有物についての前記急上昇開始時の温度が測定されたとき、前記圧力容器内の温度を、前記分解の開始のタイミングにおける温度に５〜１０分間維持して、前記処理対象物の一部の分解熱により、他の部分の結合の分解を促す過程を開始することを特徴とする亜臨界水処理方法。
【請求項９】
圧力容器内に高温、高圧の水蒸気を注入して、該圧力容器内の処理対象物を、亜臨界状態として分解する亜臨界水処理装置であって、
前記圧力容器内に高温、高圧の水蒸気を供給する水蒸気供給装置と、
前記圧力容器内で、前記処理対象物を攪拌する複数の攪拌翼、及び、この攪拌翼を駆動する回転シャフトを含む攪拌装置と、
この回転シャフトを、減速機を介して駆動するモーターと、
前記水蒸気供給装置を制御して、前記圧力容器への水蒸気供給量を制御する水蒸気制御装置と、
前記圧力容器の上部に設けられた、前記処理対象物の投入口、前記圧力容器の下部に設けられた、処理済の前記処理対象物を取出すための取出口、前記高温、高圧の水蒸気を注入するための水蒸気注入口、及び、前記圧力容器内の水蒸気を排出するための水蒸気排出装置と、
を有してなり、
前記水蒸気制御装置は、圧力容器内の、長手方向中央位置における頂点を含む少なくとも３個所の温度を各々測定する温度センサーと、圧力容器内の１以上の個所の圧力を測定する圧力センサーと、これらのセンサー出力信号が入力される制御装置本体と、この制御装置本体からの指令信号に基づいて、前記水蒸気供給装置による水蒸気供給量を調節する蒸気開閉弁を駆動する開閉弁駆動装置と、を有し、
それまでほぼ時間に比例して穏やかな傾きの直線状に上昇していた、前記圧力容器内の温度又は圧力が、前記傾きに対して２０％以上大きい傾きの曲線又は直線に沿って上昇する場合を、急上昇と定義したとき、前記制御装置本体は、前記処理対象物の一部の結合の分解が開始するタイミングを、前記圧力容器内の温度が１５０℃以上の範囲で、少なくとも３個所のうち１個所での、前記温度センサーによる検出温度が急上昇したときから検出して、前記開閉弁駆動装置に対して、前記圧力容器内の温度を、前記分解の開始のタイミングにおける温度に５〜１０分間維持して、前記処理対象物の一部の分解熱により、他の部分の結合の分解を促すように、前記蒸気開閉弁を制御する指令信号を出力し、且つ、前記５〜１０分間の経過後に、前記蒸気開閉弁を閉じる指令信号を出力するとともに前記圧力容器内の水蒸気を排出する指令信号を出力して、前記圧力容器内の水蒸気を排出するように構成されたことを特徴とする亜臨界水処理装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記温度センサーは、少なくとも前記圧力容器内の、前記長手方向中央位置での頂点、及び、その長手方向両側に５０ｃｍ〜１５０ｃｍ離間した位置での頂点の３個所の温度を測定するように配置されたことを特徴とする亜臨界水処理装置。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記圧力容器は、前記回転シャフトを水平に内包する、水平に長い筒状体を有し、前記温度センサーは、前記圧力容器内の頂点で、且つ、前記筒状体の長手方向中央位置、及び、長手方向両端位置の３個所を含むことを特徴とする亜臨界水処理装置。
【請求項１２】
請求項９乃至１１のいずれかにおいて、
前記回転シャフトの回転速度センサー及び回転トルクを検出する回転トルクセンサーと、
この回転速度センサー及び回転トルクセンサーの出力信号が入力される回転シャフト制御装置と、を更に有し、
この回転シャフト制御装置は、前記回転シャフトの回転速度と回転トルクとの積が一定値となるように、前記回転シャフトの回転速度を、前記減速機を介して制御するように構成されたことを特徴とする亜臨界水処理装置。
【請求項１３】
請求項９乃至１２のいずれかにおいて、
前記制御装置本体は、前記処理対象物における含有物及び処理促進剤の種類毎に予め測定された前記急上昇開始時の温度が記憶されている記憶部を有し、且つ、温度が、前記圧力容器内に投入された前記処理対象物における含有物及び前記処理促進剤の種類に対応する前記記憶された温度のうち最も低い温度に到達したときの前記温度センサーの出力信号に基づき、前記圧力容器内の温度を、前記分解の開始のタイミングにおける温度に５〜１０分間維持して、前記処理対象物の一部の分解熱により、他の部分の結合の分解を促すように、指令信号を前記水蒸気制御装置に出力するように構成されたことを特徴とする亜臨界水処理装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明者の実験によれば、分解開始の温度は、概ね、稲わら、下水汚泥等は１５０℃、肉・魚は１８０℃、プラスチック（シリコン樹脂を除く）は２２０℃前後であり、圧力は１８〜２０気圧であったが、分解開始温度が１５０℃の材料でも、その分解熱の最高値はプラスチックの分解開始温度を超えていることを見出した。従って、分解開始温度が低い稲わら等を加えておくと、これが１５０℃で分解を始めて、１５０℃を短時間維持するだけで順次肉・魚を経てプラスチックの分解を誘発できた。すなわち、稲わら等を処理促進剤として添加するとよいことが解った。またプラスチックは発熱量が大きいので、これを加えると、全体を早く分解温度にできることが解った。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
即ち、本発明は以下のような実施例により上記課題を解決するものである。
（１）圧力容器内に、処理対象物を該圧力容器上部の投入口から投入する投入過程と、該圧力容器内に高温、高圧の水蒸気を供給して、該圧力容器内の処理対象物を攪拌しつつ加温、加圧して分解する亜臨界水処理過程と、前記圧力容器を開けて、前記亜臨界水処理過程を経た前記処理対象物を取出す過程と、を有してなり、前記亜臨界水処理過程は、それまでほぼ時間に比例して穏やかな傾きの直線状に上昇していた、前記圧力容器内の温度又は圧力が、前記傾きに対して２０％以上大きい傾きの曲線又は直線に沿って上昇する場合を、急上昇と定義したとき、前記処理対象物の一部の結合の分解が開始するタイミングを、前記圧力容器内の温度が１５０℃以上の範囲で、前記圧力容器内の、長手方向中央位置における頂点を含む少なくとも３個所のうち１個所の温度の急上昇から検出する過程と、前記の検出の後、前記圧力容器内の温度を、前記分解の開始のタイミングにおける温度に５〜１０分間維持して、前記処理対象物の一部の分解熱により、他の部分の結合の分解を促す過程と、前記５〜１０分間の経過後に水蒸気の供給を停止し、前記圧力容器内の水蒸気を排出する過程と、を有することを特徴とする亜臨界水処理方法。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
（２）圧力容器内に高温、高圧の水蒸気を注入して、該圧力容器内の処理対象物を、亜臨界状態として分解する亜臨界水処理装置であって、前記圧力容器内に高温、高圧の水蒸気を供給する水蒸気供給装置と、前記圧力容器内で、前記処理対象物を攪拌する複数の攪拌翼、及び、この攪拌翼を駆動する回転シャフトを含む攪拌装置と、この回転シャフトを、減速機を介して駆動するモーターと、前記水蒸気供給装置を制御して、前記圧力容器への水蒸気供給量を制御する水蒸気制御装置と、前記圧力容器の上部に設けられた、前記処理対象物の投入口、前記圧力容器の下部に設けられた、処理済の前記処理対象物を取出すための取出口、前記高温、高圧の水蒸気を注入するための水蒸気注入口、及び、前記圧力容器内の水蒸気を排出するための水蒸気排出装置と、を有してなり、前記水蒸気制御装置は、圧力容器内の、長手方向中央位置における頂点を含む少なくとも３個所の温度を各々測定する温度センサーと、圧力容器内の１以上の個所の圧力を測定する圧力センサーと、これらのセンサー出力信号が入力される制御装置本体と、この制御装置本体からの指令信号に基づいて、前記水蒸気供給装置による水蒸気供給量を調節する蒸気開閉弁を駆動する開閉弁駆動装置と、を有し、それまでほぼ時間に比例して穏やかな傾きの直線状に上昇していた、前記圧力容器内の温度又は圧力が、前記傾きに対して２０％以上大きい傾きの曲線又は直線に沿って上昇する場合を、急上昇と定義したとき、前記制御装置本体は、前記処理対象物の一部の結合の分解が開始するタイミングを、前記圧力容器内の温度が１５０℃以上の範囲で、少なくとも３個所のうち１個所での、前記温度センサーによる検出温度が急上昇したときから検出して、前記開閉弁駆動装置に対して、前記圧力容器内の温度を、前記分解の開始のタイミングにおける温度に５〜１０分間維持して、前記処理対象物の一部の分解熱により、他の部分の結合の分解を促すように、前記蒸気開閉弁を制御する指令信号を出力し、且つ、前記５〜１０分間の経過後に、前記蒸気開閉弁を閉じる指令信号を出力するとともに前記圧力容器内の水蒸気を排出する指令信号を出力して、前記圧力容器内の水蒸気を排出するように構成されたことを特徴とする亜臨界水処理装置。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
回転シャフト制御装置５０は、回転シャフト２６Ａに取付けられて、その回転速度を検出する回転速度センサー５２Ａと、回転トルクを検出する回転トルクセンサー５２Ｂとからのセンサー出力信号に基づいて、回転シャフト２６Ａの回転速度を制御するようにされている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
具体的には、回転シャフト制御装置５０は、回転速度センサー５２Ａから出力信号に基づく回転シャフト２６Ａの回転速度と、回転トルクセンサー５２Ｂからの出力信号に基づく回転シャフト２６Ａの回転トルクとの積が一定値となるように、減速機２８を介して回転シャフト２６Ａの回転速度を制御するように構成されている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
又、本発明者は、上記分解開始温度は、処理対象物に含まれる材料の種類によって相違し、更に、分解開始温度が比較的低い材料の一部でも分解が始まると、その分解熱によって、該材料の他の部分、更には、分解開始温度がより高い異なる種類の材料も順次分解が開始し、追加の高温、高圧の水蒸気による加熱、加圧が不要となることを見出した。
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
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