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公開番号2025078131
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-20
出願番号2023190479
出願日2023-11-08
発明の名称分解処理装置
出願人株式会社HELIX
代理人インフォート弁理士法人
主分類B01J 19/08 20060101AFI20250513BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】水プラズマによる分解能力を良好に発揮でき、且つ、冷却用の構造を簡略化できるようにすること。
【解決手段】分解処理装置(10)は、水プラズマ発生装置(11)が噴射する水プラズマに分解対象物を供給する供給部(12)を備えている。水プラズマ発生装置は、内部で渦水流を形成して噴射口(45)から水プラズマ(J)を噴射するするチャンバ(17)と、チャンバ内の渦水流を通過するアーク放電(AR)を発生させる陽極(18)及び陰極(16)とを備えている。陽極はチャンバの外側における噴射口の近傍位置に設けられる。チャンバは、噴射口を形成し、チャンバの内部に供給される水によって冷却される噴射口形成体(44)を備えている。供給部は、噴射口形成体に配置され、噴射口形成体との熱伝達によって冷却される。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
渦水流の内部にアーク放電を通過させて水プラズマを噴射する水プラズマ発生装置と、
前記水プラズマに分解対象物を供給する供給部とを備え、前記水プラズマによって前記分解対象物を分解処理する分解処理装置であって、
前記水プラズマ発生装置は、内部に供給される水によって前記渦水流を形成して噴射口から前記水プラズマを噴射するするチャンバと、前記チャンバ内の前記渦水流を通過するアーク放電を発生させる陽極及び陰極とを備え、前記陽極は前記チャンバの外側における前記噴射口の近傍位置に設けられ、
前記チャンバは、前記噴射口を形成し、該チャンバの内部に供給される水によって冷却される噴射口形成体を備え、
前記供給部は、前記噴射口形成体に配置され、前記噴射口形成体との熱伝達によって冷却されることを特徴とする分解処理装置。
続きを表示（約 550 文字）【請求項２】
前記供給部は、前記分解対象物を噴出するノズル口を備え、
前記供給部における前記ノズル口の形成面と、前記噴射口形成体における前記噴射口の形成面とは略平行とされることを特徴とする請求項１に記載の分解処理装置。
【請求項３】
前記供給部は、前記分解対象物を噴出するノズル口を備え、
前記ノズル口からの前記分解対象物の噴出方向の角度は、該ノズル口を通過して前記水プラズマの中心軸と平行な仮想線に対し、０°より大きく４５°より小さい範囲内に設定されることを特徴とする請求項１に記載の分解処理装置。
【請求項４】
前記ノズル口は、前記噴射口の中心軸位置と前記噴射口形成体の外縁とが通過する線上にて、該外縁より前記噴射口の中心軸位置に近い位置に配置されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の分解処理装置。
【請求項５】
前記噴射口から噴射される前記水プラズマの中心軸方向から見て、前記ノズル口が前記噴射口の斜め上方に位置することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の分解処理装置。
【請求項６】
前記供給部は、前記ノズル口を複数備えていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の分解処理装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、陰極と陽極との間で発生するアーク放電により水プラズマを噴射して分解対象物を分解処理する分解処理装置に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
水プラズマを利用して廃棄物を処理する装置として、特許文献１に記載された装置が知られている。特許文献１の装置では、プラズマ安定化媒体として水を用い、アーク放電により発生される水プラズマジェット気流に焼却灰を供給して当該焼却灰を溶解している。特許文献１では、水プラズマジェット気流が水プラズマバーナの噴射口より放出され、噴射口から所定距離離れた位置には、水プラズマジェット気流の上方から焼却灰を供給する供給手段が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第３４０８７７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の装置では、水プラズマジェット気流によって供給手段が溶解したり損傷したりすることを回避するため、供給手段に冷却構造を設ける必要がある。特に、水プラズマジェット気流は極めて高温となるので、過酷な条件で安定して冷却するため、冷却構造が複雑化したりメンテナンス等の作業負担が大きくなる、という問題がある。
【０００５】
ここで、供給手段を水プラズマジェット気流から遠ざければ、供給手段を高温になり難くして冷却構造を簡略化できるが、水プラズマジェット気流の高温となる中心領域に焼却灰が到達し難くなる。このため、焼却灰が水プラズマジェット気流の熱で十分に分解処理できなくなって分解能力が低下することとなる。よって、分解能力の低下を防止することと、冷却構造の簡略化を図ることとは、トレードオフの関係と言える。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、水プラズマによる分解能力を良好に発揮でき、且つ、冷却用の構造を簡略化できる分解処理装置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】
本発明における一態様の分解処理装置は、渦水流の内部にアーク放電を通過させて水プラズマを噴射する水プラズマ発生装置と、前記水プラズマに分解対象物を供給する供給部とを備え、前記水プラズマによって前記分解対象物を分解処理する分解処理装置であって、前記水プラズマ発生装置は、内部に供給される水によって前記渦水流を形成して噴射口から前記水プラズマを噴射するするチャンバと、前記チャンバ内の前記渦水流を通過するアーク放電を発生させる陽極及び陰極とを備え、前記陽極は前記チャンバの外側における前記噴射口の近傍位置に設けられ、前記チャンバは、前記噴射口を形成し、該チャンバの内部に供給される水によって冷却される噴射口形成体を備え、前記供給部は、前記噴射口形成体に配置され、前記噴射口形成体との熱伝達によって冷却されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、チャンバの冷却構造を利用して噴射口形成体と共に供給部を冷却でき、供給部だけを冷却する構成を不要として構造の簡略化を図ることができる。また、噴射口形成体に配置した供給部を冷却可能としたので、噴射口に供給部を接近させることができ、水プラズマにて特に高温となる噴射口に近い位置にて供給部から分解対象物を供給できる。これにより、水プラズマのより高温な領域に分解対象物を供給可能として、分解処理の確実性が高まり、水プラズマによる分解能力を良好に発揮することができる。このように、本発明によれば、トレードオフの関係となる、冷却用構造の簡略化と、水プラズマによる分解能力の良好な発揮とを同時に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施の形態の分解処理装置を一部側断面した説明図である。
チャンバの側断面図である。
チャンバの平面断面図である。
チャンバの縦断面図である。
水プラズマ発生装置によって水プラズマ噴射した状態を示す説明図である。
図６Ａは、水プラズマ発生装置の一部構成の正面図であり、図６Ｂは、図６ＡのＢ部拡大図である。
図７Ａは、供給部の概略斜視図であり、図７Ｂは、供給部の正面図であり、図７Ｃは、供給部の縦断面図である。
図８Ａは、反応管の拡大断面図であり、図８Ｂは、反応管の斜視図である。
図９Ａは、変形例に係る供給部の概略斜視図であり、図９Ｂは、変形例に係る供給部の正面図であり、図９Ｃは、変形例に係る供給部の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、実施の形態に係る各構成は、以下に示す構成に限定されず、適宜変更が可能である。また、以下の図においては、説明の便宜上、一部の構成を省略することがある。なお、以下の説明において、特に明示しない限り、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」は、各図において矢印で示した方向を基準として用いる。但し、以下の実施の形態での各構成の向きは、一例にすぎず、任意の向きに変更することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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