JP2013228169A - Arc deflection device, incineration apparatus, and incineration method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、焼却装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to an incinerator.
アーク炉は、電気的特性を使用した焼却装置であるため、その用途は導電物質の焼却処理に限られる。このため、非導電物質の焼却処理に適用する場合には、アーク放電空間中に横からガスを噴きつけ、アークで熱したガスを直接、処理対象物に当てることが行われる。 Since the arc furnace is an incinerator using electrical characteristics, its use is limited to incineration of conductive materials. For this reason, when applying to the incineration processing of a nonelectroconductive substance, gas is sprayed from the side into the arc discharge space, and the gas heated by the arc is directly applied to the object to be processed.
しかしながら、従来の非導電物質の焼却処理手法は、アーク放電空間中に横からガスを噴きつけ、アークで熱したガスを処理対象物に当てることで焼却処理するため、ガスを大量に使用するという問題があった。 However, the conventional non-conductive substance incineration treatment method uses a large amount of gas to incinerate by injecting gas from the side into the arc discharge space and applying the gas heated by the arc to the object to be treated. There was a problem.
本発明は、噴きつけガスを一切使用せず非導電物質を処理するシステムを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the system which processes a nonelectroconductive substance, without using blowing gas at all.
実施形態によれば、アーク放電用電源、先端がアーチ状の陰極、陽極、及び該陰極及び該陽極間に発生するアーク放電に磁界を印加してアークを偏向せしめる磁界発生部を有するアーク偏向装置を具備することを特徴とする焼却装置が提供される。 According to the embodiment, an arc deflecting device having a power source for arc discharge, a cathode having an arcuate tip, an anode, and a magnetic field generator for deflecting the arc by applying a magnetic field to the arc discharge generated between the cathode and the anode An incinerator is provided.
以下、図面を参照し、実施形態をより詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments will be described in more detail with reference to the drawings.
図1は、実施形態にかかる焼却装置の一例を表す概略図を示す。 Drawing 1 shows a schematic diagram showing an example of an incinerator concerning an embodiment.
実施形態にかかる焼却装置30は、アーク偏向装置20を少なくとも1つ含む。
The
図示するように、実施形態にかかるアーク偏向装置20は、アーク放電用電源21、先端がアーチ状の陰極1、陽極3、及び陰極1と陽極3との間に発生するアーク放電2に磁界を印加してアークを偏向せしめる磁界発生部15を有する。
As shown in the figure, an
なお、図1では、磁界発生部15は陰極及び陽極間に設けられた配線19の少なくとも一部である。
In FIG. 1, the
実施形態にかかる焼却装置を用いると、偏向した際に発生するホットガスで焼却処理を行うため、処理物が導電物質でも非導電物質でも、焼却処理が可能となる。 When the incinerator according to the embodiment is used, the incineration process is performed with the hot gas generated when deflected, so that the incineration process can be performed regardless of whether the processing object is a conductive material or a non-conductive material.
好ましい実施形態にかかる焼却装置は、上記アーク偏向装置を2つ以上使用することができる。 The incinerator according to a preferred embodiment can use two or more of the arc deflection devices.
図2に、実施形態にかかる焼却装置の他の例を表す概略図を示す。 FIG. 2 is a schematic diagram illustrating another example of the incinerator according to the embodiment.
図示するように、この焼却装置40では、2つのアーク偏向装置20a,20bは対向して配置させることができる。焼却装置40を用いると、2つのアークを偏向させて焼却第4上に載置された1つの処理物5の焼却を行うことができる。アーク偏向装置20a,20bは、各々、アーク放電用電源21a,21b、先端がアーチ状の陰極1a,1b、陽極3a,3b、及び陰極1a,1bと陽極3a,3bとの間に発生するアーク放電2a,2bに磁界を印加してアークを偏向せしめる磁界発生部15a,15bを有する。
As shown in the figure, in the
2つのアーク偏向装置を対向配置させて用いると、アーク放電に、磁界発生部からの磁界に加えて、対向するアークから発生する磁界を印加し、ローレンツ力を増加させることにより、ホットガスの増強が可能となる。 When two arc deflection devices are used facing each other, in addition to the magnetic field from the magnetic field generator, the magnetic field generated from the opposing arc is applied to the arc discharge, thereby enhancing the hot gas by increasing the Lorentz force. Is possible.
ローレンツ力 F=BI
式中、Bは磁束密度、Iは電流を示す。
Lorentz force F = BI
In the formula, B represents magnetic flux density, and I represents current.
磁界発生部として、図1に磁界発生部15として示すように、陰極1及び陽極3間に設けられた配線19の少なくとも一部を使用することができる。これにより、アーク放電を行うと共に発生した磁界をアークに印加して偏向することができる。
As the magnetic field generator, as shown as the
磁界発生部の第1の例では陰極及び陽極間に設けられた配線により発生する磁界を使用し、アークを偏向させるため、磁界発生用の電源設備を必要としない。 In the first example of the magnetic field generation unit, a magnetic field generated by the wiring provided between the cathode and the anode is used to deflect the arc, so that no power supply facility for generating a magnetic field is required.
図3に、図1に用いられるアーク偏向装置の一例を表す概略図を示す。 FIG. 3 is a schematic view showing an example of the arc deflection apparatus used in FIG.
図示するように、このアーク偏向装置20において、配線は磁界発生部15としてコイル22を含むことができる。
As shown in the figure, in the
コイル22は、例えば、図示するようにスチール製コンベア6上に固定して矢印101の方向に可動式にすることができる。アーク偏向装置は、コンベアを移動させることでアークからコイル22までの距離を調整することにより、アークの偏向を調整し得る。
For example, the
図4(a)に、コイルの一実施形態を拡大した図を示す。 FIG. 4A shows an enlarged view of one embodiment of the coil.
図4(b)に、コイルに設けられた円筒配管を表す図を示す。 FIG. 4B shows a diagram representing a cylindrical pipe provided in the coil.
コイル22には、コイル22に使用される導線例えば被覆銅線を被覆する円筒配管7を設けることができる。この円筒配管7は、例えばコイル22の冷却のための冷却水を配管内に流入部23から導入して排水部24から排水することにより、水冷式の冷却機構となり得る。アーク放電用電源とコイルを直列につないだときコイルに大電流が流れる。コイル22が水冷式の冷却機構を有することにより、アーク熱、及び大電流を流したときに発生するジュール熱による焼損を防ぐことができる。
The
図5に、陽極の一実施形態を拡大した図を示す。 FIG. 5 shows an enlarged view of an embodiment of the anode.
陽極3は、水冷式で、導電物質を材料として使用することができる。
The
水冷式の円筒形陽極3は、円筒形構造物8と構造物8へ水を流入する流入口9と流入した水を排水する排水口10から構成される。流入した水は円筒形構造物8を冷却し、10から排水する仕組みである。
The water-cooled
陽極の導電物質として、銅を使用することができる。 Copper can be used as the conductive material of the anode.
また、陰極の材料として、炭素またはタングステンを使用することができる。 Also, carbon or tungsten can be used as the cathode material.
図6に、実施形態にかかるアーク偏向装置の他の例を表す概略図を示す。 FIG. 6 is a schematic diagram illustrating another example of the arc deflection apparatus according to the embodiment.
アーク偏向装置50では、磁界発生部15の代わりに磁界発生部12を使用することができる。磁界発生部12は、磁界発生部15とは異なり、アーク放電用電源21及び配線19とは別に設けられており、直流電源31と直流電源31に接続されたコイル32を含む。磁界発生部12ではコイル32に電流を流すことにより発生した磁界をアークに印加することができる。
In the arc deflection device 50, the
コイル32は可動式にすることができる。可動式のコイルを用いるとアークの偏向を調整し得る。
The
図7に、磁界発生部のさらに他の例を表す概略図を示す。 FIG. 7 is a schematic diagram illustrating still another example of the magnetic field generation unit.
磁界発生部のさらに他の例として、向かい合わせに設置されたN極25とS極26からなる一対の磁石を含む磁界発生部11を磁界発生部15の代わりに使用することができる。一対の磁石25,26の磁界Bをアーク2に印加することによりアークを偏向することができる。
As yet another example of the magnetic field generation unit, a magnetic
実施形態に係る焼却方法は、アーク放電用電源、先端がアーチ状の陰極、陽極、及び磁界発生部を有するアーク偏向装置を用い、該陰極及び該陽極間に発生するアーク放電に、該磁界発生部から磁界を印加してアークを偏向せしめ、偏向した際に発生するホットガスにより処理物を焼却することを含む。 The incineration method according to the embodiment uses a power source for arc discharge, an arc deflecting device having an arcuate cathode at the tip, an anode, and a magnetic field generator, and generates the magnetic field in the arc discharge generated between the cathode and the anode. The method includes applying a magnetic field from the part to deflect the arc, and incinerating the object to be treated with hot gas generated when the arc is deflected.
実施形態に係る焼却方法は、好ましくは、アーク偏向装置と同様の構成を有するもう1つのアーク偏向装置をアーク偏向装置と対向して配置し、アーク放電に磁界発生部からの磁界と対向するアークから発生する磁界とを印加することにより、ローレンツ力を増加させてホットガスを増強することができる。 In the incineration method according to the embodiment, another arc deflecting device having the same configuration as that of the arc deflecting device is preferably disposed facing the arc deflecting device, and the arc facing the magnetic field from the magnetic field generating unit in the arc discharge. By applying a magnetic field generated from, the Lorentz force can be increased and the hot gas can be enhanced.
図2の焼却装置を用いて、例えば、以下のように焼却を行うことができる。 Using the incinerator of FIG. 2, for example, incineration can be performed as follows.
まず、陰極1a、陽極3a間にアーク放電2aを起こす。放電を起こすと、配線5aに電流が流れ、磁界が発生する。この磁界をアークに印加し、ローレンツ力によってアークを偏向させる。左側のアーク2aは右方向へ、右側のアーク2bは左方向へ偏向する。
First, an
配線中の磁界発生部15a、15bをアーク近傍2a、2bに近づける。磁界発生部5a、5bをアーク近傍に近づけることで、アークにかかるローレンツ力が増し、放電空間中のホットガスがローレンツ力方向に放出される。
The
焼却は、対にしたアーク間に処理対象物5を置き、アーク2a、2bからのホットガスを処理対象物に当てることで処理する。焼却の際は、傾斜のついた焼却台(4)に、対にしたアークを2組以上設置することで焼却処理することができる。焼却した物質は自然流下させ回収する。
Incineration is performed by placing the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1,1a,1b…陰極、2,2a,2b…アーク放電、3,3a,3b…陽極、11,12,15…磁界発生部、20,20a,20b,50…アーク偏向装置、21,21a,21b…アーク放電用電源、30,40…焼却装置
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