JP2007209843A - 発磁機及び磁気処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
石油や電力等の燃料を要することなく、磁気のみによって熱分解作用を促し、ダイオキシンの発生を抑制しつつ、低ランニングコストで廃棄物の分解処理を行う。
【解決手段】
発磁機１０は、空気等の流体が流通可能な流通路１と、流通路１を上下から挟むように配設される一対の磁石部２ａ及び２ｂと、これらの流通路１及び磁石部２ａ，２ｂを保持する円筒状の枠体３とから構成され、流通路１を構成する側面のうち対向する二面は磁性を有する鋼材で形成された磁性部１１ａ及び１１ｂとなっている。これら磁性部１１ａ及び１１ｂの各々には、流通路１の内外に連通する円形の開口部１２ａ及び１２ｂがそれぞれ設けられており、これらの各開口部１２ａ及び１２ｂを塞ぐように、流通路１の外方から一対の磁石部２ａ及び２ｂが配設されている。この磁石部２ａ及び２ｂは永久磁石であり、Ｎ極とＳ極というように、引き合うように異なる磁極が対向されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、空気等の流体に対して磁気処理を行う発磁機、及びこの発磁機を利用した磁気処理装置に関する。

従来の焼却炉における環境問題の一つであるダイオキシン発生の要因として、不完全燃焼による酸素の滞留、３００℃〜３５０℃程度の低温処理が挙げられている。これらの要因を解消する手段としては、従来より、焼却施設に対して、８００℃以上での高温処理や、二次燃焼機関の設置等を義務付けている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−３０６３３号公報

ところが、近年における事業系や家庭系の廃棄物の排出の増加により、焼却設備などの処理施設の不足が問題となっているが、上述したような条件を満たすような設備を設置するには、膨大な設備投資が必要となるうえ、高度な流通システムを構築しなければならず、さらには、関係省庁への許諾手続をしなければならず、容易に設備を増設することが困難となっている。また、従来の焼却処理設備では、石油や電力等の燃料を必要とすることから、高温を維持しての焼却処理では、ランニングコストが増大し、処理事業の負担となっている。

そこで、本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、石油や電力等の燃料を要することなく、磁気のみによって熱分解作用を促し、ダイオキシンの発生を抑制しつつ、低ランニングコストで廃棄物の分解処理を行うことができる発磁機及び磁気処理装置を提供することをその課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、流体が流通可能な流通路と、磁性を有する鋼材で形成され、流通路を構成する側面のうち対向する二面の一部または全部を構成する磁性部と、磁性部の各々に設けられ、流通路の内外に連通する開口部と、流通路外方において各開口部を塞ぐように設けられる一対の磁石部と、流通路及び磁石部を保持する枠体とを有する発磁機である。

なお、上記発明において、磁性を有する鋼材は、フェライト系またはマルテンサイト系のステンレスであることが好ましい。

このような本発明の発磁機によれば、流通路を挟むようにして設けられた一対の磁石によって流通路内に磁界を形成し、流通路を通過する空気に対して磁性を作用させ、常磁性体である酸素分子が磁化させる。流通路内では、開口部を介して流通路内に面する磁石部と、磁性を有する鋼材部分とによって磁化の強さに差が生じており、また、磁化された酸素分子は分解炉内にて加熱されると磁化が弱められ、炉外にて強く磁化された酸素分子をさらに炉内に吸引する性質があることから、一旦空気の流れが起きると、磁化された酸素分子が連続的に装置内に吸引されることとなる。このとき、酸素分子の磁化は、空気中の他の分子、例えば窒素分子の磁化よりも強いため、酸素分子がより多く装置内に吸引されることとなり、流通路を通過した後の空気中における酸素濃度を高めることができる。

第２の発明は、上記発磁機を利用した磁気処理装置であって、前記流通路が接続され、処理対象物が投入され貯留される貯留室と、前記貯留室の外方に設けられ、該貯留室の上方から排出される流体を下方へ向けて流通させ、該貯留室の下方から該貯留室内へ流入させる循環路とを有することを特徴とする。

このような本発明の磁気処理装置によれば、上記発磁機を通過させ、酸素濃度を高めた空気によって、高温により、効率よく対象物の熱分解を促すことができる。また、磁化された酸素分子は、マイナスイオンを発生させるため、ダイオキシン類の基となるベンゼン環の発生を抑制することができる。

以上説明したように本発明の発磁機及び磁気処理装置によれば、石油や電力等の燃料を要することなく、磁気のみによって熱分解作用を促し、ダイオキシンの発生を抑制しつつ、低ランニングコストで廃棄物の分解処理を行うことができる。

（発磁機の構成）
本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係る発磁機の概略構成を示す説明図である。

本実施形態に係る発磁機１０は、矩形状の枠体３内に断面矩形状の流通路１を形成した構成となっており、この発磁機１０を多数利用することによって後述する磁気処理装置５を実現することができる。

発磁機１０は、空気等の流体が流通可能な流通路１と、流通路１を上下から挟むように配設される一対の磁石部２ａ及び２ｂと、これらの流通路１及び磁石部２ａ，２ｂを保持する矩形状の枠体３とから概略構成される。

流通路１は、本実施形態では、上下一対の磁性部１１ａ及び１１ｂと、一対の側壁部１３及び１３とにより断面矩形状をなしている。本実施形態では、磁性部１１ａ，１１ｂは、磁性を有する鋼材であるフェライト系またはマルテンサイト系のステンレスで形成されている。また、側壁部１３は、枠体３の側壁部と一体的に形成されており、非磁性体のステンレスで形成されている。なお、本実施形態では、枠体３の側壁部と、一対の側壁部１３及び１３とを一体的に形成し、流通路１の上下部（磁性部１１ａ及び１１ｂ）と側壁部とを異なる材質（磁性を有する鋼材と非磁性の鋼材）で構成したが、流通路１を構成する側面のうち対向する少なくとも二面の一部または全部が磁性を有する鋼材で形成されていればよく、例えば、上下の磁性部１１ａ及び１１ｂと、側壁部１３，１３とを同一の磁性体で一体形成することもできる。また、本実施形態では、流通路１を断面矩形状としたが、円筒状としてもよい。この場合には、円筒状の側面のうち対向する任意の周面部分を磁性部とすることができる。

また、磁性部１１ａ及び１１ｂの各々には、流通路１の内外に連通する円形の開口部１２ａ及び１２ｂがそれぞれ設けられており、これらの各開口部１２ａ及び１２ｂを塞ぐように、流通路１の外方から一対の磁石部２ａ及び２ｂが配設されている。この磁石部２ａ及び２ｂは永久磁石であり、Ｎ極とＳ極というように、引き合うように異なる磁極が対向されている。

枠体３は、本実施形態では、ステンレス製の内部中空の矩形状に構成され、中空内に上記流通路１と、磁石部２ａ及び２ｂとを備えている。また、この枠体３は、磁気処理装置５内に連通する帯磁管ノズル４に接続されている。本実施形態において、枠体３の側壁部は、前記流通路１の側壁部１３，１３と一体形成されているが、本発明はこれに限定されず、枠体３の側壁部と流通路１の側壁部１３とを別個の部材（磁性を有する鋼材と非磁性の鋼材）で構成してもよい。

（磁気処理装置の構成）
次いで、上述した構成の発磁機１０を利用した磁気処理装置５について説明する。図２は、本実施形態に係る磁気処理装置５の外側面図であり、図３は、その断面図である。

磁気処理装置５は、廃棄物等の処理対象物が投入され貯留されるインナーケース（貯留室）５１と、このインナーケース５１の外方を覆うように配設されるアウターケース６とを備えている。このインナーケース５１及びアウターケース６の下部を貫通させて、多数の帯磁管ノズル４がアウターケース６の外方からインナーケース５１の内方へ挿通されており、アウターケース６の外方において、各帯磁管ノズル４の各々に上述した発磁機１０が取付けられている。また、帯磁管ノズル４にはバルブ４１が取り付けられており、バルブの開閉によって磁気処理装置５内へ流入される空気量を調整することができる。

また、インナーケース５１の外周側面と、アウターケース６の内周側面の間には、上下に連通する循環路６１が形成されている。この循環路６１は、インナーケース５１の外方において、インナーケース５１の上方から排出される流体（本実施形態では、磁気処理された空気）を下方へ向けて流通させ、インナーケース５１の下方からインナーケース５１内へ流入させ、磁気処理された空気を装置内において循環させる流通路である。

さらに、インナーケース５１及びアウターケース６には、処理対象物を投入するための初期投入口７１と、追加投入口７２とが設けられており、これら投入口７１及び７２の投入用扉７１ａ及び７２ａを開けることによって、アウターケース６外からインナーケース５１内へ処理対象物を投入することができる。なお、追加投入口７２は、インナーケース５１に対して追加投入用貯留室７を介して設けられており、追加投入用貯留室７の底部付近には、内部扉７ａが設けられている。そして、追加投入用貯留室７には、内部扉７ａを閉止した状態で処理対象物を投入し、インナーケース５１内における分解処理の進行具合に応じて内部扉７ａを開放し、追加投入用貯留室７内の処理対象物をインナーケース５１内に落下させる。

さらにまた、インナーケース５１及びアウターケース６の下部には、処理対象物を処理することにより生じる灰を排出するための灰出口５２が設けられている。また、アウターケース６の上部には、内部で発生したガスを排出する煙突８が設けられている。この煙突８は内部中空の筒状体であり、その中途には、内部が耐火部材で構成され、小型バーナーを有し、排気ガスを高温にて燃焼させ脱臭する脱臭装置９が取付けられている。

（磁気処理装置の動作）
以上説明した磁気処理装置５の動作について説明する。先ず、初期投入口７１から廃棄物等の処理対象物をインナーケース５１内へ投入し、貯留する。そして、有る程度の処理対象物が貯まったら、インナーケース５１内へ種火を投入して発火させ、熱処理を開始する。

この発火によりインナーケース５１内の温度が上昇し、インナーケース５１の底部から上方に向けての空気の循環が生じ、下部に設けられた帯磁管ノズル４から空気の吸引が開始される。

発磁機１０では、一旦空気の吸引が開始されると、磁石部２ａ及び２ｂの作用によって流通路１を通過する酸素分子の磁化（及びマイナスイオン化）が行われ、酸素濃度が高められるとともに、連続的に装置内へ空気が吸引され続ける。

磁気処理装置５の内部では、酸素濃度が高められた空気が供給されることにより、熱分解が促され、処理対象物の炭化・セラミック化が進行する。また、磁気処理されてインナーケース５１内に供給された空気は、インナーケース５１内を上昇した後、インナーケース５１の上方から排出され、循環路６１内を下方へ向けて流通し、インナーケース５１の下方において、インナーケース５１内へ再度供給される。また、処理対象物の処理によって発生したガスは、脱臭装置９によって脱臭された後、煙突８から大気中へ排出される。

また、この初期投入された処理対象物を処理している間に追加された処理対象物は、追加投入口７２から追加投入用貯留室７に貯留しておき、初期投入された処理対象物の処理があるい程度進行した後に、追加投入用貯留室７からインナーケース５１内へ移行させる。

（変更例）
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。例えば、図４に示すように、帯磁管ノズル４の外周面に、熱処理を向上させる有害物質減少部材４２を貼り付けてもよい。この有害物質減少部材４２は、可撓性を有する銅製のシール部材にバイオ技術により生成された有害物質低減剤を封入した部材であり、帯磁管ノズル４内における流体の流通形態を変化させ、磁気処理装置５内の完全燃焼をさらに促進させ、有害物質の発生を低減させる。

（作用・効果）
このような本実施形態によれば、流通路１を挟むようにして設けられた一対の磁石部２ａ及び２ｂによって流通路１内に磁界を形成し、流通路１を通過する空気に対して磁性を作用させ、空気中の常磁性体である酸素分子が磁化させる。流通路１内では、開口部１２ａ及び１２ｂを介して流通路１内に露出される永久磁石と、磁性を有するステンレス鋼とによって磁化の強さに差を生じさせており、また、磁化された酸素分子は分解炉内にて加熱されると磁化が弱められ、炉外にて強く磁化された酸素分子をさらに炉内に吸引する性質があることから、種火等により炉内の温度が上昇され、一旦空気の流れが起きると、磁化された酸素分子が連続的に磁気処理装置５内に吸引されることとなる。このとき、酸素分子の磁化は、空気中の他の分子、例えば窒素分子の磁化よりも強いため、酸素分子がより多く磁気処理装置５内に吸引されることとなり、流通路を通過した後の空気中における酸素濃度を高めることができる。

従って、本実施形態によれば、発磁機１０を通過させて酸素濃度を高めた空気によって、高温により効率よく対象物の熱分解を促すことができる。燃料は、最初に投入する僅かな種火のみなので、ランニングコストを大幅に低減させることができる。また、磁化された酸素分子は、マイナスイオンを発生させるため、ダイオキシン類の基となるベンゼン環の発生を抑制することができる。これらの結果、本発明によれば、石油や電力等の燃料を要することなく、磁気のみによって熱分解作用を促し、ダイオキシンの発生を抑制しつつ、低ランニングコストで廃棄物の分解処理を行うことができる。

実施形態に係る発磁機１０の概略構成を示す説明図であり、（ａ）は、側断面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）は、発磁機１０の内部構成を示す分解斜視図である。 実施形態に係る磁気処理装置５の外側面図である。 実施形態に係る磁気処理装置５の側断面図である。 変更例に係る発磁機の構成を示す説明図であり、（ａ）は、側断面図であり、（ｂ）は、外観斜視図である。

符号の説明

１…流通路
２ａ，２ｂ…磁石部
３…枠体
４…帯磁管ノズル
５…磁気処理装置
６…アウターケース
７…追加投入用貯留室
７ａ…内部扉
８…煙突
９…脱臭装置
１０…発磁機
１１ａ，１１ｂ…磁性部
１２ａ，１２ｂ…開口部
１３，１３…側壁部
４１…バルブ
４２…有害物質減少部材
５１…インナーケース
５２…灰出口
６１…循環路
７１…初期投入口
７１ａ，７２ａ…投入用扉

Claims (3)

1. 流体が流通可能な流通路と、
   磁性を有する鋼材で形成され、前記流通路を構成する側面のうち対向する二面の一部または全部を構成する磁性部と、
   前記磁性部の各々に設けられ、前記流通路の内外に連通する開口部と、
   前記流通路外方において前記各開口部を塞ぐように設けられる一対の磁石部と、
   前記流通路及び前記磁石部を保持する枠体と
   を有することを特徴とする発磁機。
2. 前記磁性を有する鋼材は、フェライト系またはマルテンサイト系のステンレスであることを特徴とする請求項１に記載の発磁機。
3. 流体が流通可能な流通路と、
   磁性を有する鋼材で形成され、前記流通路を構成する側面のうち対向する二面の一部または全部を構成する磁性部と、
   前記磁性部の各々に設けられ、前記流通路の内外に連通する開口部と、
   前記流通路外方において前記各開口部を塞ぐように設けられる一対の磁石部と、
   前記流通路及び前記磁石部を保持する枠体と、
   前記流通路が接続され、処理対象物が投入され貯留される貯留室と、
   前記貯留室の外方に設けられ、該貯留室の上方から排出される流体を下方へ向けて流通させ、該貯留室の下方から該貯留室内へ流入させる循環路と
   を有することを特徴とする磁気処理装置。
   

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