JP7502766B2 - Decomposition treatment device and cooling device used therein - Google Patents

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Description

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及びこれに用いられる冷却装置に関する。 The present invention relates to a decomposition treatment device that decomposes an object to be decomposed by spraying water plasma using an arc discharge generated between a cathode and an anode, and a cooling device used therein.

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、水プラズマの発生と共に発生する塩化水素ガス等のガスをガス処理手段によって処理している。 The device described in Patent Document 1 is known as a device that uses water plasma to treat waste. In the device of Patent Document 1, water is used as a plasma stabilizing medium, and incineration ash is supplied to a water plasma jet stream generated by arc discharge to dissolve the incineration ash. In Patent Document 1, the water plasma jet stream is discharged from the nozzle of a water plasma burner, and gases such as hydrogen chloride gas that are generated with the generation of water plasma are treated by a gas treatment means.

特許第3408779号公報Japanese Patent No. 3408779

特許文献1のような水プラズマにあっては、約2万度と極めて高温となるため、水プラズマの発生と共に発生するガスも高温となる。その一方、ガス処理手段で処理し得るガスの温度は相当低くなるので、発生したガスを冷却装置によって冷却する必要がある。また、近時においては、プラズマ発生装置やガス処理手段、冷却装置を単一の筐体内に配置し、車両によって運搬可能とするニーズがある。かかるニーズに対応すべく、冷却装置を筐体内に収まるように省スペース化しつつ、高温となるガスを効率的に冷却する必要がある。 In the case of water plasma as described in Patent Document 1, the temperature becomes extremely high at approximately 20,000 degrees, so the gas generated along with the water plasma also becomes hot. On the other hand, the temperature of the gas that can be processed by the gas processing means is considerably lower, so the generated gas needs to be cooled by a cooling device. Recently, there has also been a need to place the plasma generating device, gas processing means, and cooling device in a single housing so that it can be transported by vehicle. To meet this need, it is necessary to efficiently cool the high-temperature gas while saving space by fitting the cooling device inside the housing.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、水プラズマにより発生した高温ガスの冷却の効率化と冷却装置の省スペース化とを図ることができる分解処理装置及びこれに用いられる冷却装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of these points, and aims to provide a decomposition processing device and a cooling device used therein that can efficiently cool high-temperature gas generated by water plasma and save space in the cooling device.

本発明の分解処理装置は、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、前記水プラズマのジェット気流に分解対象物を供給する供給装置と、前記水プラズマによって分解処理された前記分解対象物を含む高温ガスを冷却する冷却装置と、前記水プラズマ発生装置及び前記冷却装置が内部に配置される筐体とを備えた分解処理装置であって、前記冷却装置は、前記筐体内の上方であって前記水プラズマ発生装置における前記水プラズマの噴射側に配置されて前記高温ガスが流れ込む容器体と、前記容器体に上流側が接続されて下方に延出し、前記容器体内から前記高温ガスが流れる第1流路部と、前記第1流路部に上流側が接続されて水平方向に延出し、前記第1流路部から前記高温ガスが流れる第2流路部と、前記第2流路部に上流側が接続されて上方向に延出し、前記第2流路部から前記高温ガスが流れる第3流路部とを備え、前記第2流路部は、冷却槽内の冷却液に浸漬される複数本の放熱管を備えていることを特徴とする。
また、本発明の分解処理装置は、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、前記水プラズマのジェット気流に分解対象物を供給する供給装置と、前記水プラズマによって分解処理された前記分解対象物を含む高温ガスを冷却する冷却装置と、前記水プラズマ発生装置及び前記冷却装置が内部に配置される筐体とを備えた分解処理装置であって、前記冷却装置は、前記筐体内の上方であって前記水プラズマ発生装置における前記水プラズマの噴射側に配置されて前記高温ガスが流れ込む容器体と、前記容器体に上流側が接続されて下方に延出し、前記容器体内から前記高温ガスが流れる第1流路部と、前記第1流路部に上流側が接続されて水平方向に延出し、前記第1流路部から前記高温ガスが流れる第2流路部と、前記第2流路部に上流側が接続されて上方向に延出し、前記第2流路部から前記高温ガスが流れる第3流路部とを備え、前記第3流路部は、前記高温ガスが流れる複数本の伝熱管を備えていることを特徴とする。
The decomposition treatment apparatus of the present invention is a decomposition treatment apparatus comprising: a water plasma generator that injects water plasma by passing an arc discharge inside a vortex water flow; a supply device that supplies a decomposition object to a jet stream of the water plasma; a cooling device that cools high-temperature gas containing the decomposition object that has been decomposed by the water plasma; and a housing in which the water plasma generator and the cooling device are arranged, wherein the cooling device comprises: a container body that is arranged at the upper part of the housing on the water plasma injection side of the water plasma generator and into which the high-temperature gas flows; a first flow path section that is connected to the container body at its upstream side and extends downward and through which the high-temperature gas flows from within the container body; a second flow path section that is connected to the first flow path section at its upstream side and extends horizontally and through which the high-temperature gas flows from the first flow path section; and a third flow path section that is connected to the second flow path section at its upstream side and extends upward and through which the high-temperature gas flows from the second flow path section , and the second flow path section comprises a plurality of heat dissipation tubes that are immersed in a cooling liquid in a cooling tank .
In addition, the decomposition treatment device of the present invention is a decomposition treatment device comprising: a water plasma generator that injects water plasma by passing an arc discharge inside a vortex water flow; a supply device that supplies a decomposition object to a jet stream of the water plasma; a cooling device that cools high-temperature gas containing the decomposition object that has been decomposed by the water plasma; and a housing in which the water plasma generator and the cooling device are arranged, wherein the cooling device comprises: a container body that is arranged at an upper part of the housing on the water plasma injection side of the water plasma generator and into which the high-temperature gas flows; a first flow path section that is connected to the container body at its upstream side and extends downward and through which the high-temperature gas flows from within the container body; a second flow path section that is connected to the first flow path section at its upstream side and extends horizontally and through which the high-temperature gas flows from the first flow path section; and a third flow path section that is connected to the second flow path section at its upstream side and extends upward and through which the high-temperature gas flows from the second flow path section, and the third flow path section comprises a plurality of heat transfer tubes through which the high-temperature gas flows.

また、本発明の分解処理装置に用いられる冷却装置は、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、前記水プラズマのジェット気流に分解対象物を供給する供給装置と、前記水プラズマ発生装置が内部に配置される筐体とを備えた分解処理装置に用いられ、前記水プラズマによって分解処理された前記分解対象物を含む高温ガスを冷却する冷却装置であって、前記筐体内の上方であって前記水プラズマ発生装置における前記水プラズマの噴射側に配置されて前記高温ガスが流れ込む容器体と、前記容器体に上流側が接続されて下方に延出し、前記容器体内から前記高温ガスが流れる第1流路部と、前記第1流路部に上流側が接続されて水平方向に延出し、前記第1流路部から前記高温ガスが流れる第2流路部と、前記第2流路部に上流側が接続されて上方向に延出し、前記第2流路部から前記高温ガスが流れる第3流路部とを備えて前記筐体の内部に配置され、前記第2流路部は、冷却槽内の冷却液に浸漬される複数本の放熱管を備えていることを特徴とする。
また、本発明の分解処理装置に用いられる冷却装置は、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、前記水プラズマのジェット気流に分解対象物を供給する供給装置と、前記水プラズマ発生装置が内部に配置される筐体とを備えた分解処理装置に用いられ、前記水プラズマによって分解処理された前記分解対象物を含む高温ガスを冷却する冷却装置であって、前記筐体内の上方であって前記水プラズマ発生装置における前記水プラズマの噴射側に配置されて前記高温ガスが流れ込む容器体と、前記容器体に上流側が接続されて下方に延出し、前記容器体内から前記高温ガスが流れる第1流路部と、前記第1流路部に上流側が接続されて水平方向に延出し、前記第1流路部から前記高温ガスが流れる第2流路部と、前記第2流路部に上流側が接続されて上方向に延出し、前記第2流路部から前記高温ガスが流れる第3流路部とを備えて前記筐体の内部に配置され、前記第3流路部は、前記高温ガスが流れる複数本の伝熱管を備えていることを特徴とする。
In addition, a cooling device used in a decomposition treatment device of the present invention is used in a decomposition treatment device including a water plasma generator that sprays water plasma by passing an arc discharge inside a vortex water flow, a supply device that supplies a decomposition object to the jet stream of water plasma, and a housing in which the water plasma generator is placed, and is configured to cool high-temperature gas containing the decomposition object that has been decomposed by the water plasma, the cooling device comprising: a container body that is placed at the upper part of the housing on the water plasma spray side of the water plasma generator and into which the high-temperature gas flows; a first flow path section that is connected to the container body at its upstream side and extends downward and through which the high-temperature gas flows from within the container body; a second flow path section that is connected to the first flow path section at its upstream side and extends horizontally and through which the high-temperature gas flows from the first flow path section; and a third flow path section that is connected to the second flow path section at its upstream side and extends upward and through which the high-temperature gas flows from the second flow path section , and is configured inside the housing, the second flow path section comprising a plurality of heat dissipation tubes that are immersed in a cooling liquid in a cooling tank .
In addition, a cooling device used in a decomposition treatment device of the present invention is used in a decomposition treatment device including a water plasma generator that sprays water plasma by passing an arc discharge inside a vortex water flow, a supply device that supplies a decomposition object to a jet stream of the water plasma, and a housing in which the water plasma generator is placed, and is configured to cool high-temperature gas containing the decomposition object that has been decomposed by the water plasma, the cooling device being configured to include a container body that is placed at the upper part of the housing on the water plasma spray side of the water plasma generator and into which the high-temperature gas flows, a first flow path section that is connected to the container body at its upstream side and extends downward and through which the high-temperature gas flows from within the container body, a second flow path section that is connected to the first flow path section at its upstream side and extends horizontally and through which the high-temperature gas flows from the first flow path section, and a third flow path section that is connected to the second flow path section at its upstream side and extends upward and through which the high-temperature gas flows from the second flow path section, and is configured inside the housing, the third flow path section comprising a plurality of heat transfer tubes through which the high-temperature gas flows.

本発明によれば、極めて高温となる水プラズマにより発生した高温ガスを第1流路部によって筐体内の上から下に、第3流路部によって筐体内の下から上に流通させ、該流通の経路を長くできる。これにより、第1流路部及び第3流路部で冷却や放熱する面積の拡大化、冷却用の構造物の大型化を通じて冷却効率の向上を図ることができる。更に、水平方向に延出する第2流路部が第1流路部及び第3流路部それぞれの下端側に連通するようになり、第2流路部を筐体の底側として冷却水を貯留した冷却構造を採用し易くなり、これによっても冷却効率の向上を図ることができる。しかも、第1流路部及び第3流路部によって筐体の上下幅を有効利用し、且つ、第2流路部の上下幅を大きくしつつ短縮化することで冷却装置の平面視での省スペース化を図ることができる。このように、本発明は、冷却効率の向上と省スペース化との両立を図ることが可能となる。 According to the present invention, the high-temperature gas generated by the extremely high-temperature water plasma can be circulated from the top to the bottom of the housing by the first flow path section, and from the bottom to the top of the housing by the third flow path section, thereby lengthening the path of the gas flow. This allows the cooling efficiency to be improved by increasing the area for cooling and heat dissipation in the first and third flow path sections, and by increasing the size of the cooling structure. Furthermore, the second flow path section extending horizontally is connected to the lower end sides of the first and third flow path sections, making it easier to adopt a cooling structure in which the second flow path section serves as the bottom side of the housing and stores cooling water, which also improves the cooling efficiency. Moreover, the first and third flow path sections make effective use of the vertical width of the housing, and the vertical width of the second flow path section is increased while being shortened, thereby saving space in the plan view of the cooling device. In this way, the present invention makes it possible to achieve both improved cooling efficiency and space saving.

実施の形態に係る分解処理装置を一部断面視した側面図である。1 is a side view, partially in cross section, of a decomposition processing apparatus according to an embodiment of the present invention; 上記水プラズマ発生装置及びその周辺装置の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of the water plasma generating device and its peripheral devices. チャンバの側断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional side view of the chamber. チャンバの平面断面図である。FIG. 2 is a plan cross-sectional view of the chamber. チャンバの縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the chamber. 分解対象物の分解処理の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of the decomposition process of the decomposition object.

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。 The following describes in detail an embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings. Note that the configurations of the embodiments are not limited to those shown below and may be modified as appropriate. Also, in the following drawings, some configurations may be omitted for ease of explanation.

図1は、実施の形態に係る分解処理装置を一部断面視した側面図である。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。図1では、紙面手前側が「左」、奥行側が「右」となる。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。 Figure 1 is a side view of a decomposition processing device according to an embodiment, with a partial cross section. In the following description, unless otherwise specified, "upper," "lower," "left," "right," "front," and "rear" refer to the directions indicated by the arrows in each figure. In Figure 1, the front side of the page is the "left," and the rear side is the "right." However, the orientation of each component in the following embodiment is merely an example, and can be changed to any orientation.

図1は、本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。図1に示すように、分解処理装置10は、筐体11と、筐体11の内部に配置される水プラズマ発生装置12、供給装置13、冷却装置14及びガス処理装置15とを備えて構成されている。 Figure 1 is an explanatory diagram showing a partial cross-sectional side view of the decomposition treatment device of this embodiment. As shown in Figure 1, the decomposition treatment device 10 is configured with a housing 11, and a water plasma generator 12, a supply device 13, a cooling device 14, and a gas treatment device 15 arranged inside the housing 11.

筐体11は、特に限定されるものでないが、本実施の形態ではトラック、鉄道、船舶等で輸送可能な貨物輸送用のコンテナを用いることができる。具体的には、筐体11は、前後に長い略長方形状の底壁11a及び頂壁11bと、底壁11a及び頂壁11bの四辺間に立設される4体の周壁11c(1体は不図示)とを備えた直方体の箱状に形成される。周壁11cには、図示省略したが適宜な開口部と該開口部を開閉する扉等が設けられる。 The housing 11 is not particularly limited, but in this embodiment, a cargo container that can be transported by truck, train, ship, etc. can be used. Specifically, the housing 11 is formed in a rectangular box shape with a bottom wall 11a and a top wall 11b that are elongated from front to back and a substantially rectangular shape, and four peripheral walls 11c (one of which is not shown) erected between the four sides of the bottom wall 11a and the top wall 11b. The peripheral wall 11c is provided with an appropriate opening and a door for opening and closing the opening, etc., which are not shown.

筐体11の内部において、後方から前方に向かって順に水プラズマ発生装置12、供給装置13、冷却装置14、ガス処理装置15が配設されている。冷却装置14とガス処理装置15との間には、仕切壁11dが設けられている。筐体11の頂壁11bには、水プラズマ発生装置12を前後方向にスライド可能に支持する吊下支持構造11fが設けられ、該吊下支持構造11fによって水プラズマ発生装置12が筐体11内の頂壁11b寄りとなる上方位置に支持される。 Inside the housing 11, the water plasma generator 12, the supply device 13, the cooling device 14, and the gas processing device 15 are arranged in this order from rear to front. A partition wall 11d is provided between the cooling device 14 and the gas processing device 15. A hanging support structure 11f that supports the water plasma generator 12 so that it can slide in the front-rear direction is provided on the top wall 11b of the housing 11, and the water plasma generator 12 is supported at an upper position near the top wall 11b inside the housing 11 by the hanging support structure 11f.

図2は、上記水プラズマ発生装置及びその周辺装置の説明図である。図2に示すように、水プラズマ発生装置12は、前後に延びる陰極16と、陰極16の前端側が挿入されるチャンバ17と、チャンバ17の外側であって斜め下前方に設けられる鉄製円板状の陽極18と、陽極18を支持する陽極支持部19とを備えて構成されている。 Figure 2 is an explanatory diagram of the water plasma generator and its peripheral devices. As shown in Figure 2, the water plasma generator 12 is configured with a cathode 16 that extends forward and backward, a chamber 17 into which the front end of the cathode 16 is inserted, an iron disk-shaped anode 18 that is provided diagonally downward and forward outside the chamber 17, and an anode support part 19 that supports the anode 18.

陰極16は、炭素からなる丸棒によって形成され、送りねじ軸機構21を介して前後方向に変位してチャンバ17への挿入量を調整可能となっている。チャンバ17は、陽極支持部19の上方に支持板22を介して支持されている。陽極支持部19の後端には、前後に延びる延長筒体23が連結され、延長筒体23の後端にはモータ24が設けられている。モータ24の駆動力は、延長筒体23及び陽極支持部19を通じて陽極18に伝達され、陽極18が回転可能に設けられている。 The cathode 16 is made of a round rod made of carbon, and can be displaced in the front-rear direction via a feed screw shaft mechanism 21 to adjust the amount of insertion into the chamber 17. The chamber 17 is supported above the anode support part 19 via a support plate 22. An extension cylinder 23 that extends forward and backward is connected to the rear end of the anode support part 19, and a motor 24 is provided at the rear end of the extension cylinder 23. The driving force of the motor 24 is transmitted to the anode 18 through the extension cylinder 23 and the anode support part 19, and the anode 18 is rotatably arranged.

チャンバ17には、供給ポンプ26を介して冷却水が供給され、また、高圧ポンプ27を介してプラズマ用水が供給される。プラズマ用水の一部は、チャンバ17の前端側から水プラズマのジェット気流として噴射される。チャンバ17に供給された冷却水と、噴射されなかったプラズマ用水とは、真空ポンプ28を介して吸引される。陽極支持部19においても、陽極18の内部を流す冷却水が供給ポンプ26を介して供給され、陽極18にて吸熱を行った冷却水が真空ポンプ28を介して吸引される。チャンバ17の詳細な構成については後述する。 Cooling water is supplied to the chamber 17 via a supply pump 26, and water for plasma is supplied via a high-pressure pump 27. A portion of the water for plasma is sprayed from the front end of the chamber 17 as a jet stream of water plasma. The cooling water supplied to the chamber 17 and the water for plasma that is not sprayed are sucked in via a vacuum pump 28. In the anode support section 19, cooling water that flows inside the anode 18 is also supplied via the supply pump 26, and the cooling water that has absorbed heat in the anode 18 is sucked in via the vacuum pump 28. The detailed configuration of the chamber 17 will be described later.

図1に戻り、供給装置13は、水プラズマ発生装置12の前方に設けられるノズル13aを備えている。ノズル13aは、不図示の配管を介して送出装置29に接続されており、送出装置29から粒状や粉状、液状の分解対象物(有害廃棄物)が送出される。ノズル13aは、送出される分解対象物を水プラズマ発生装置12から噴射される水プラズマのジェット気流に投入(供給)する。なお、ノズル13aを含む供給装置13の構成は、水プラズマのジェット気流に分解対象物を投入できる限りにおいて、種々の構成が採用される。 Returning to FIG. 1, the supply device 13 is equipped with a nozzle 13a provided in front of the water plasma generator 12. The nozzle 13a is connected to the delivery device 29 via piping (not shown), and the material to be decomposed (hazardous waste) in granular, powdered, or liquid form is delivered from the delivery device 29. The nozzle 13a feeds (supplies) the delivered material to be decomposed into the jet stream of water plasma sprayed from the water plasma generator 12. Note that various configurations may be adopted for the configuration of the supply device 13 including the nozzle 13a, as long as the material to be decomposed can be delivered into the jet stream of water plasma.

冷却装置14は、水プラズマ発生装置12から噴射される水プラズマによって分解処理された分解対象物を含む高温ガスを冷却する。冷却装置14は、水プラズマ発生装置12の前側(水プラズマの噴射側)に配置された容器体30と、容器体30の前部に接続されて下方に延出する第1流路部31と、第1流路部31の下部に接続されて前後方向(水平方向)に延出する第2流路部32と、第2流路部32の前部に接続されて上方に延出する第3流路部33とを備えている。冷却装置14においては、高温ガスが容器体30、第1流路部31、第2流路部32、第3流路部33の順序で流れるようになる。よって、かかる順序にて上流から下流への高温ガスの流れが冷却装置14において形成される。 The cooling device 14 cools the high-temperature gas containing the decomposition target that has been decomposed by the water plasma sprayed from the water plasma generator 12. The cooling device 14 includes a container body 30 arranged on the front side (water plasma spray side) of the water plasma generator 12, a first flow path section 31 connected to the front part of the container body 30 and extending downward, a second flow path section 32 connected to the lower part of the first flow path section 31 and extending in the front-rear direction (horizontal direction), and a third flow path section 33 connected to the front part of the second flow path section 32 and extending upward. In the cooling device 14, the high-temperature gas flows in the order of the container body 30, the first flow path section 31, the second flow path section 32, and the third flow path section 33. Thus, a flow of high-temperature gas from upstream to downstream in this order is formed in the cooling device 14.

容器体30は、スタンド35を介して筐体11内の頂壁11b寄りとなる上方位置に支持され、水プラズマ発生装置12から噴射される水プラズマのジェット気流を覆うように設けられる。よって、容器体30には、水プラズマ発生装置12の水プラズマによって発生する高温ガスが流れ込むようになる。 The container body 30 is supported via a stand 35 at an upper position near the top wall 11b inside the housing 11, and is arranged so as to cover the jet stream of water plasma sprayed from the water plasma generator 12. Therefore, high-temperature gas generated by the water plasma of the water plasma generator 12 flows into the container body 30.

容器体30は、円筒状に形成されて後方を開放する筒本体部36と、筒本体部36の前端側を閉塞する前方閉塞部37とを備えている。筒本体部36の軸線方向は、水プラズマ発生装置12から離れるに従って低くなるように傾斜している。 The container body 30 has a cylindrical tube body 36 that is open at the rear, and a front closing section 37 that closes the front end of the tube body 36. The axial direction of the tube body 36 is inclined so that it becomes lower as it moves away from the water plasma generator 12.

筒本体部36及び前方閉塞部37は、二重構造となっており、その厚み内に冷却水が流れる空間を形成している。かかる空間には、冷却水用の供給路及び排出路(いずれも不図示)が連通しており、冷却水を循環させることで水プラズマによって発生した熱が吸収され筒本体部36及び前方閉塞部37の冷却作用が得られる。 The tube body 36 and the front blocking section 37 have a double structure, and a space is formed within their thickness through which cooling water flows. A supply path and a discharge path for cooling water (neither shown) are connected to this space, and by circulating the cooling water, the heat generated by the water plasma is absorbed, thereby providing a cooling effect for the tube body 36 and the front blocking section 37.

第1流路部31は、3本の縦配管39(1本は不図示)を備えており、上端側が上流側、下端側が下流側とされる。縦配管39の上端側は、四分円弧状に湾曲して前方閉塞部37に接続され、容器体30の内部と連通して容器体30内から縦配管39に高温ガスが流れるようになる。 The first flow path section 31 has three vertical pipes 39 (one not shown), with the upper end side being the upstream side and the lower end side being the downstream side. The upper end side of the vertical pipes 39 is curved in a quadrant arc and connected to the front blocking section 37, and communicates with the inside of the container body 30, allowing high-temperature gas to flow from inside the container body 30 to the vertical pipes 39.

第1流路部31及び容器体30の前部領域は、上側及び左右両側がカバー部材41によって覆われている。カバー部材41の上側にて縦配管39の上端から上方に離れた位置には、冷却水(冷却液)Lを噴射する噴射部42が設けられる。噴射部42は、不図示の冷却水供給源から供給された冷却水Lを縦配管39の上端側(上流側)に噴射して冷却作用を得ている。噴射部42は、カバー部材41の内側にて図示省略した支持部材を介して支持される。 The first flow path section 31 and the front region of the container body 30 are covered on the upper side and both left and right sides by a cover member 41. An injection section 42 that injects cooling water (cooling liquid) L is provided on the upper side of the cover member 41 at a position above the upper end of the vertical pipe 39. The injection section 42 injects cooling water L supplied from a cooling water supply source (not shown) onto the upper end side (upstream side) of the vertical pipe 39 to achieve a cooling effect. The injection section 42 is supported on the inside of the cover member 41 via a support member (not shown).

第2流路部32は、3本の縦配管39それぞれの下端に接続されて上下に並ぶ3体の入口タンク44と、各入口タンク44に後端部が接続されて前方に延出し、且つ左右方向及び上下方向に複数列となって並設される複数本の放熱管45とを備えている。また、第2流路部32は、各放熱管45の前端部が接続される1体の出口タンク46を備えている。放熱管45は、花びら形状の断面形状を備えつつ捩じれた形状に形成され、表面積の拡大化を図っている。 The second flow path section 32 includes three inlet tanks 44 connected to the lower ends of the three vertical pipes 39 and arranged vertically, and a plurality of heat dissipation pipes 45 that are connected to the rear ends of the inlet tanks 44, extend forward, and are arranged in multiple rows in the left-right and up-down directions. The second flow path section 32 also includes one outlet tank 46 to which the front ends of the heat dissipation pipes 45 are connected. The heat dissipation pipes 45 are formed in a twisted shape with a petal-shaped cross section, which increases the surface area.

第2流路部32は、入口タンク44側が上流側、出口タンク46側が下流側とされて第1流路部31からの高温ガスが流れる。第2流路部32では、入口タンク44から複数本の放熱管45に分岐して高温ガスが流れた後、出口タンク46にて放熱管45に分岐して流れた高温ガスが集約される。 The second flow path section 32 has the inlet tank 44 side as the upstream side and the outlet tank 46 side as the downstream side, through which the high-temperature gas from the first flow path section 31 flows. In the second flow path section 32, the high-temperature gas flows from the inlet tank 44 branching into multiple heat dissipation pipes 45, and then the high-temperature gas that branches into the heat dissipation pipes 45 and flows is collected at the outlet tank 46.

第2流路部32は、上方を開放して設けられる冷却槽48内の冷却水Lに浸漬される。該冷却水Lと、複数本の放熱管45を含む第2流路部32内を流れる高温ガスとで熱交換が行われ、高温ガスの冷却作用が得られる。なお、第1流路部31及び第3流路部33の各下端側も冷却槽48に収容され、冷却槽48内の冷却水Lに浸漬されて冷却される。 The second flow path section 32 is immersed in the cooling water L in a cooling tank 48 that is open at the top. Heat is exchanged between the cooling water L and the high-temperature gas flowing in the second flow path section 32, which includes a plurality of heat dissipation pipes 45, to cool the high-temperature gas. The lower ends of the first flow path section 31 and the third flow path section 33 are also housed in the cooling tank 48 and are immersed in the cooling water L in the cooling tank 48 to be cooled.

冷却槽48内の冷却水Lは、例えば、ポンプ等を介して筐体11の外部に設けられた冷却塔等の外部装置との間で循環されて冷却される。なお、かかる外部装置は、筐体11内に配置することを妨げるものでない。 The cooling water L in the cooling tank 48 is cooled by circulating between the cooling tank 48 and an external device, such as a cooling tower, provided outside the housing 11 via a pump or the like. Note that this does not prevent such an external device from being placed inside the housing 11.

第3流路部33は、出口タンク46に接続されて上方向に延出する配管50と、該配管50の延出方向中間部に設けられたラジエータ51とを備えている。ラジエータ51は、高温ガスが流れる複数本の伝熱管51aと、各伝熱管51aを内部に収容しつつ該内部にて冷却水が循環されるタンク51bとを備えている。 The third flow path section 33 includes a pipe 50 that is connected to the outlet tank 46 and extends upward, and a radiator 51 that is provided in the middle of the extension direction of the pipe 50. The radiator 51 includes a plurality of heat transfer tubes 51a through which high-temperature gas flows, and a tank 51b that houses each heat transfer tube 51a and through which cooling water circulates.

第3流路部33は、配管50の下端側が上流側、配管50の上端側が下流側とされて第2流路部32からの高温ガスが流れる。第3流路部33では、伝熱管51a内を流れる高温ガスと、タンク51b内を循環する冷却水とで熱交換が行われ、高温ガスの冷却作用が得られる。配管50の上端側は、湾曲形成されて仕切壁11dを貫通し、該仕切壁11dの前方のガス処理装置15に連通される。よって、第3流路部33を経た高温ガスがガス処理装置15に供給される。 The third flow path section 33 is configured with the lower end side of the pipe 50 as the upstream side and the upper end side of the pipe 50 as the downstream side, through which the high-temperature gas from the second flow path section 32 flows. In the third flow path section 33, heat exchange occurs between the high-temperature gas flowing in the heat transfer tube 51a and the cooling water circulating in the tank 51b, thereby cooling the high-temperature gas. The upper end side of the pipe 50 is curved and penetrates the partition wall 11d, and is connected to the gas treatment device 15 in front of the partition wall 11d. Thus, the high-temperature gas that has passed through the third flow path section 33 is supplied to the gas treatment device 15.

ガス処理装置15は、水プラズマによる分解対象物の処理と共に発生する各種ガス(塩素系ガスや、窒素酸化物、硫黄酸化物等)を処理する公知の処理装置が採用される。本実施の形態では、ガス処理装置15が筐体11内に設置される構成としたが、筐体11の外部に設置される外部装置に接続する構成としてもよい。 The gas processing device 15 is a known processing device that processes various gases (chlorine-based gases, nitrogen oxides, sulfur oxides, etc.) that are generated when the decomposition target is treated with water plasma. In this embodiment, the gas processing device 15 is configured to be installed inside the housing 11, but it may also be configured to be connected to an external device installed outside the housing 11.

次いで、チャンバ17の内部構造について図3ないし図5を参照して説明する。図3は、チャンバの側断面図、図4は、チャンバの平面断面図、図5は、チャンバの縦断面図である。 Next, the internal structure of the chamber 17 will be described with reference to Figures 3 to 5. Figure 3 is a side cross-sectional view of the chamber, Figure 4 is a plan cross-sectional view of the chamber, and Figure 5 is a vertical cross-sectional view of the chamber.

図3及び図4に示すように、水プラズマ発生装置12を構成するチャンバ17は、前後方向に延びる円筒内周面を形成するチャンバ本体70と、チャンバ本体70の前方に装着された前壁部71とを備え、それらの内側に水プラズマを発生させるための内部空間72を形成している。前壁部71には内部空間72に連通する開口が形成され、この開口を前方から塞ぐように噴射口形成板74が取り付けられている。噴射口形成板74には水プラズマを噴射する噴射口75が形成されている。 As shown in Figures 3 and 4, the chamber 17 constituting the water plasma generator 12 comprises a chamber body 70 forming a cylindrical inner circumferential surface extending in the front-rear direction, and a front wall portion 71 attached to the front of the chamber body 70, forming an internal space 72 for generating water plasma inside them. An opening communicating with the internal space 72 is formed in the front wall portion 71, and an injection port forming plate 74 is attached so as to close this opening from the front. An injection port 75 for injecting water plasma is formed in the injection port forming plate 74.

チャンバ本体70の内部には、前方寄りの位置に周方向に延びるリブ70aが形成され、このリブ70aより前側にプラズマ用水供給路77が形成されている。また、前壁部71には、その開口内に流れ込むプラズマ用水を排出するプラズマ用水排出路78が形成されている。プラズマ用水供給路77には、高圧ポンプ27から高圧なプラズマ用水が供給され、プラズマ用水排出路78からは真空ポンプ28の負圧によってプラズマ用水が吸引される。 A rib 70a is formed inside the chamber body 70 at a position toward the front, extending in the circumferential direction, and a plasma water supply passage 77 is formed forward of this rib 70a. The front wall portion 71 is also formed with a plasma water discharge passage 78 that discharges the plasma water that flows into its opening. High-pressure plasma water is supplied to the plasma water supply passage 77 from the high-pressure pump 27, and the plasma water is sucked from the plasma water discharge passage 78 by the negative pressure of the vacuum pump 28.

チャンバ本体70のリブ70aより後側には冷却水供給路80及び冷却水排出路81(図4では不図示)が形成されている。冷却水供給路80には、供給ポンプ26から冷却水が供給され、冷却水排出路81からは真空ポンプ28の負圧によって冷却水が吸引される。プラズマ用水供給路77、冷却水供給路80及び冷却水排出路81は、円筒内周面となる丸穴状に形成されている。 A cooling water supply channel 80 and a cooling water discharge channel 81 (not shown in FIG. 4) are formed behind the rib 70a of the chamber body 70. Cooling water is supplied to the cooling water supply channel 80 from the supply pump 26, and cooling water is sucked from the cooling water discharge channel 81 by the negative pressure of the vacuum pump 28. The plasma water supply channel 77, the cooling water supply channel 80, and the cooling water discharge channel 81 are formed in the shape of a round hole that forms the inner circumferential surface of a cylinder.

図5に示すように、プラズマ用水供給路77は、縦断面視で円形となる内部空間72の下部で連通して左右方向に延出している。具体的には、内部空間72の下部接線方向にプラズマ用水供給路77が延在している。これにより、プラズマ用水供給路77から流れ込むプラズマ用水が内部空間72の周方向に沿って滑らかに流れる。 As shown in FIG. 5, the plasma water supply passage 77 is connected to the lower part of the internal space 72, which is circular in vertical cross section, and extends in the left-right direction. Specifically, the plasma water supply passage 77 extends in the tangent direction of the lower part of the internal space 72. This allows the plasma water flowing in from the plasma water supply passage 77 to flow smoothly along the circumferential direction of the internal space 72.

水プラズマ発生装置12は、チャンバ17内に収容される概略筒状の渦水流発生器90を備えている。渦水流発生器90は、内部空間72と中心軸線位置C1が一致するように配置されている。なお、この中心軸線位置C1は、上述した噴射口75の中心軸線位置と一致する。縦断面視で内部空間72は、その内周面と渦水流発生器90の外周面との間で円状の空間を形成し、上述のように内部空間72に流れ込んだプラズマ用水は、円状の空間を旋回するように流れる。 The water plasma generator 12 includes a roughly cylindrical vortex water generator 90 housed in the chamber 17. The vortex water generator 90 is arranged so that its central axis C1 coincides with the internal space 72. This central axis C1 coincides with the central axis of the above-mentioned injection port 75. In a vertical cross-sectional view, the internal space 72 forms a circular space between its inner circumferential surface and the outer circumferential surface of the vortex water generator 90, and the water for plasma that flows into the internal space 72 as described above flows in a swirling manner within the circular space.

渦水流発生器90には、内外で連通するように貫通する複数の通路91が形成されている。通路91は、渦水流発生器90の周方向に等角度毎(本実施の形態では120°毎)に形成されている。また、通路91は、前後方向に所定間隔毎に形成されている(図3及び図4参照)。各通路91は、渦水流発生器90の厚さ方向に対して傾斜する方向に延出している。具体的には、各通路91は、連通位置における渦水流発生器90の内周接線方向に延在している。また、通路91の外部から内部にプラズマ用水が流れる方向と、渦水流発生器90の外部でプラズマ用水が旋回して流れる方向とでなす角度θは鋭角となっている。 The vortex generator 90 has a plurality of passages 91 formed therethrough to communicate between the inside and outside. The passages 91 are formed at equal angles (every 120° in this embodiment) around the circumference of the vortex generator 90. The passages 91 are also formed at a predetermined interval in the front-rear direction (see Figures 3 and 4). Each passage 91 extends in a direction inclined with respect to the thickness direction of the vortex generator 90. Specifically, each passage 91 extends in the tangent direction of the inner circumference of the vortex generator 90 at the communication position. The angle θ between the direction in which the plasma water flows from the outside to the inside of the passage 91 and the direction in which the plasma water swirls and flows outside the vortex generator 90 is an acute angle.

上記のように通路91を形成したので、渦水流発生器90の外部でチャンバ本体70の内周面に沿って流れるプラズマ用水は、通路91を通過して渦水流発生器90の内部に流れ込む。そして、プラズマ用水が渦水流発生器90の内周面に沿って滑らかに流れるようになり、縦断面視で中心軸線位置C1に空洞を形成するように円状に旋回する渦水流が形成される。そして、渦水流に形成された空洞の内部を通過するよう、陽極18と陰極16との間でアーク放電AR(図6参照)が発生するようになる。 By forming the passage 91 as described above, the water for plasma flowing along the inner circumferential surface of the chamber body 70 outside the vortex flow generator 90 passes through the passage 91 and flows into the inside of the vortex flow generator 90. The water for plasma then flows smoothly along the inner circumferential surface of the vortex flow generator 90, forming a vortex flow that swirls in a circular shape to form a cavity at the central axis position C1 in a vertical cross-sectional view. An arc discharge AR (see FIG. 6) is then generated between the anode 18 and the cathode 16 so as to pass through the inside of the cavity formed in the vortex flow.

水プラズマ発生装置12は、チャンバ17内において、渦水流発生器90の後方に更に種々の構成を備えている。かかる構成によって、渦水流発生器90の位置決め、陰極16の冷却、保持及び移動制御、陰極16への電力供給等が実施されるが、ここでは説明を省略する。 The water plasma generator 12 further includes various components behind the vortex generator 90 in the chamber 17. These components position the vortex generator 90, cool, hold and control the movement of the cathode 16, and supply power to the cathode 16, but a detailed description is omitted here.

続いて、本実施の形態の分解処理装置10による分解対象物の分解処理方法について、図6を参照して説明する。図6は、分解対象物の分解処理の説明図である。ここで、図6に示すように、陽極18は、その上端がチャンバ17の外側における噴射口75の斜め下前方の近傍に位置するように設けられる。また、供給装置13のノズル13aは、チャンバ17の外部となる前方に離れて設けられる。 Next, the method of decomposition processing of the decomposition target by the decomposition processing device 10 of this embodiment will be described with reference to FIG. 6. FIG. 6 is an explanatory diagram of the decomposition processing of the decomposition target. Here, as shown in FIG. 6, the anode 18 is provided so that its upper end is located near the front of the injection port 75 diagonally below outside the chamber 17. In addition, the nozzle 13a of the supply device 13 is provided at a distance in front outside the chamber 17.

上述したように空洞を備えた渦水流が形成された状態で、陰極16及び陽極18に直流電力が供給されると、それらの間にアーク放電ARが発生される。このとき、アーク放電ARは渦水流の空洞を通過するように発生される。このアーク放電ARの発生によって、渦水流を形成するプラズマ用水が解離、電離されて高エネルギーとなる水プラズマのジェット気流Jが噴射口75から噴射される。 When DC power is supplied to the cathode 16 and the anode 18 while a vortex water flow with a cavity is formed as described above, an arc discharge AR is generated between them. At this time, the arc discharge AR is generated so as to pass through the cavity of the vortex water flow. Due to the generation of this arc discharge AR, the plasma water that forms the vortex water flow is dissociated and ionized, and a jet stream J of high-energy water plasma is sprayed from the nozzle 75.

噴射口75から噴射される水プラズマのジェット気流Jは極めて高温で超高速な流体となり、各ノズル13aの先端から投入された分解対象物は分解される。ここで、分解対象物を有害廃棄物とする場合には、PCB、硫酸ピッチ、アスベスト、フロン、ハロン、タイヤ、各種ゴミ等を例示することができ、粒状や粉状、液状として供給装置13を介して供給される。このような有害廃棄物を投入しても、無害化した廃棄物に分解することができる。 The jet stream J of water plasma ejected from the nozzle 75 becomes an extremely high-temperature, ultra-high-speed fluid, which decomposes the material to be decomposed that is thrown in from the tip of each nozzle 13a. When the material to be decomposed is hazardous waste, examples of the material include PCB, sulfuric acid pitch, asbestos, fluorocarbons, halon, tires, and various types of garbage, and these are supplied in granular, powdered, or liquid form via the supply device 13. Even if such hazardous waste is thrown in, it can be decomposed into harmless waste.

分解対象物の分解処理中において、容器体30(図1参照)が加熱されることとなるが、その厚み内に冷却水を通過させることで冷却して利用することができる。 During the decomposition process of the material to be decomposed, the container body 30 (see Figure 1) will be heated, but it can be cooled and reused by passing cooling water through its thickness.

水プラズマのジェット気流Jによって分解処理された分解対象物を含む高温ガスは、容器体30内において約2000℃と極めて高温になる。かかる高温ガスは、冷却装置14によって冷却される。以下において、その冷却方法について図1を参照して説明する。容器体30内の高温ガスは、第1流路部31に流れ込んで3本の縦配管39内を下方に向かって流れる。このとき、縦配管39の上端側に噴射部42から冷却水Lを噴射し、該冷却水Lと縦配管39内の高温ガスとで熱交換が行われて高温ガスが冷却される。ここで、各縦配管39の下端部が冷却槽48に収容されるので、噴射部42から噴射した冷却水Lが気化せずに落下しても、冷却槽48内に貯留される。よって、噴射部42から噴射した冷却水Lを冷却槽48内の冷却水Lとして回収及び循環して利用することができる。 The high-temperature gas containing the decomposition target decomposed by the jet stream J of water plasma becomes extremely hot, at about 2000°C, in the container body 30. The high-temperature gas is cooled by the cooling device 14. The cooling method will be described below with reference to FIG. 1. The high-temperature gas in the container body 30 flows into the first flow path section 31 and flows downward through the three vertical pipes 39. At this time, cooling water L is sprayed from the spray section 42 onto the upper end side of the vertical pipes 39, and heat is exchanged between the cooling water L and the high-temperature gas in the vertical pipes 39 to cool the high-temperature gas. Here, since the lower end of each vertical pipe 39 is contained in the cooling tank 48, even if the cooling water L sprayed from the spray section 42 falls without vaporizing, it is stored in the cooling tank 48. Therefore, the cooling water L sprayed from the spray section 42 can be recovered and circulated as the cooling water L in the cooling tank 48 for use.

第1流路部31を流れつつ冷却された高温ガスは、第2流路部32に流れ込んで複数本の放熱管45内を前方に向かって流れる。放熱管45は冷却槽48内の冷却水Lに浸漬されるので、該冷却水Lと放熱管45内の高温ガスとで熱交換が行われて高温ガスが冷却される。なお、冷却槽48内の冷却水Lに浸漬される入口タンク44等においても、冷却作用が得られる。 The high-temperature gas that has been cooled while flowing through the first flow path section 31 flows into the second flow path section 32 and flows forward through the multiple heat dissipation pipes 45. The heat dissipation pipes 45 are immersed in the cooling water L in the cooling tank 48, so that heat exchange occurs between the cooling water L and the high-temperature gas in the heat dissipation pipes 45, and the high-temperature gas is cooled. Note that a cooling effect is also obtained in the inlet tank 44, etc., which is immersed in the cooling water L in the cooling tank 48.

第2流路部32を流れつつ冷却された高温ガスは、第3流路部33に流れ込んでラジエータ51の伝熱管51a内を上方に向かって流れる。このとき、ラジエータ51のタンク51b内に冷却水が循環されるので、該冷却水と伝熱管51a内の高温ガスとで熱交換が行われて高温ガスが冷却される。 The high-temperature gas that has been cooled while flowing through the second flow path section 32 flows into the third flow path section 33 and flows upward through the heat transfer tube 51a of the radiator 51. At this time, cooling water is circulated in the tank 51b of the radiator 51, so that heat exchange occurs between the cooling water and the high-temperature gas in the heat transfer tube 51a, and the high-temperature gas is cooled.

上記のように第1流路部31、第2流路部32及び第3流路部33で冷却された高温ガスは、約100℃まで冷却され、ガス処理装置15で中和反応等によって安全な排気ガスになるよう処理される。 The high-temperature gas cooled in the first flow path section 31, the second flow path section 32, and the third flow path section 33 as described above is cooled to approximately 100°C and processed in the gas processing device 15 to become a safe exhaust gas through a neutralization reaction or the like.

上記実施の形態によれば、水プラズマのジェット気流Jによって極めて高温になる高温ガスを第1~第3流路部31~33によって冷却することができる。かかる冷却にて、第1流路部31及び第3流路部33は筐体11内において上下長さを長く稼ぐように配置でき、噴射部42や冷却槽48、ラジエータ51での冷却作用をより良く広範囲で得られるようにして冷却効率の向上を図ることができる。また、第2流路部32が筐体11の底壁11a側に位置するので、底壁11a上に設置される冷却槽48内での冷却及び放熱を行い易くすることができる。しかも、第1流路部31及び第3流路部33によって筐体11の上下幅を有効利用し、且つ、第2流路部32の上下幅を大きくしつつ前後長さを短縮化することで冷却装置14の平面視での省スペース化を図ることができる。従って、上記実施の形態の冷却装置14においては、高温ガスの冷却効率の向上と、筐体11内の設置スペースの縮小化とを同時に実現することが可能となる。 According to the above embodiment, the high-temperature gas that becomes extremely hot due to the jet stream J of the water plasma can be cooled by the first to third flow passages 31 to 33. With this cooling, the first flow passage 31 and the third flow passage 33 can be arranged to increase the vertical length within the housing 11, and the cooling effect of the ejection unit 42, the cooling tank 48, and the radiator 51 can be obtained over a wider range, thereby improving the cooling efficiency. In addition, since the second flow passage 32 is located on the bottom wall 11a side of the housing 11, it is possible to facilitate cooling and heat dissipation within the cooling tank 48 installed on the bottom wall 11a. Moreover, the first flow passage 31 and the third flow passage 33 make effective use of the vertical width of the housing 11, and by increasing the vertical width of the second flow passage 32 while shortening the front-to-rear length, it is possible to save space in the plan view of the cooling device 14. Therefore, in the cooling device 14 of the above embodiment, it is possible to simultaneously improve the cooling efficiency of the high-temperature gas and reduce the installation space within the housing 11.

また、第2流路部32が複数本の放熱管45を備えるので、循環して所定温度範囲内に保たれる冷却水Lによって効率的に熱交換を行うことができる。 In addition, since the second flow path section 32 is equipped with multiple heat dissipation pipes 45, heat exchange can be efficiently performed by the cooling water L that is circulated and maintained within a predetermined temperature range.

更に、第3流路部33は、複数本の伝熱管51aを有するラジエータ51を備えており、配管50の上下長さの範囲内で高温ガスを冷却する構造を採用することができる。 Furthermore, the third flow path section 33 is equipped with a radiator 51 having multiple heat transfer tubes 51a, and a structure can be adopted that cools the high-temperature gas within the range of the vertical length of the piping 50.

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状、方向などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified in various ways. In the above embodiment, the size, shape, direction, etc. shown in the attached drawings are not limited to these, and can be modified as appropriate within the scope of the effects of the present invention. In addition, the present invention can be modified as appropriate without departing from the scope of the purpose of the present invention.

例えば、第1~第3流路部31~33の構成は、上記実施の形態に限定されるものでなく、第1~第3流路部31~33が上記とは異なる冷却構造を備えた構成にする等、変更してもよい。例えば、第1流路部31の縦配管39にラジエータを更に設けたり、第2流路部32における放熱管45の延出方向を前後方向以外の水平方向に延出させたり、第3流路部33に上述とは異なる構成のラジエータを設けたりしてもよい。 For example, the configuration of the first to third flow path sections 31 to 33 is not limited to the above embodiment, and may be modified, such as by configuring the first to third flow path sections 31 to 33 to have a cooling structure different from that described above. For example, a radiator may be further provided in the vertical piping 39 of the first flow path section 31, the extension direction of the heat dissipation pipe 45 in the second flow path section 32 may be extended in a horizontal direction other than the front-rear direction, or a radiator with a configuration different from that described above may be provided in the third flow path section 33.

また、第1流路部31及び第2流路部32にて冷却水Lを用いたが、該冷却水Lと同様の冷却作用を得られる限りにおいて他の冷却液を用いてもよい。 In addition, although cooling water L is used in the first flow path section 31 and the second flow path section 32, other cooling liquids may be used as long as they have a cooling effect similar to that of the cooling water L.

また、水プラズマ発生装置12によって分解処理する対象物は、上記した有害廃棄物に限られるものでなく、特に有害でないものを分解処理の対象物としてもよい。 In addition, the objects to be decomposed by the water plasma generator 12 are not limited to the hazardous wastes mentioned above, and objects that are not particularly hazardous may also be the objects to be decomposed.

また、水プラズマ発生装置12は、廃棄物処理に利用することに限定されるものでなく、溶射等の水プラズマを利用した任意の処理に利用することができる。 In addition, the water plasma generator 12 is not limited to use in waste treatment, but can be used in any treatment that uses water plasma, such as thermal spraying.

本発明は、水プラズマにより発生した高温ガスの冷却の効率化と冷却装置の省スペース化とを図ることができる、という効果を得る。 The present invention has the effect of improving the efficiency of cooling the high-temperature gas generated by water plasma and reducing the space required for the cooling device.

10 分解処理装置
11 筐体
12 水プラズマ発生装置
13 供給装置
14 冷却装置
30 容器体
31 第1流路部
32 第2流路部
33 第3流路部
42 噴射部
45 放熱管
48 冷却槽
51a 伝熱管
AR アーク放電
REFERENCE SIGNS LIST 10 Decomposition treatment device 11 Housing 12 Water plasma generation device 13 Supply device 14 Cooling device 30 Container body 31 First flow path section 32 Second flow path section 33 Third flow path section 42 Injection section 45 Heat dissipation tube 48 Cooling tank 51a Heat transfer tube AR Arc discharge

Claims (5)

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、
前記水プラズマのジェット気流に分解対象物を供給する供給装置と、
前記水プラズマによって分解処理された前記分解対象物を含む高温ガスを冷却する冷却装置と、
前記水プラズマ発生装置及び前記冷却装置が内部に配置される筐体とを備えた分解処理装置であって、
前記冷却装置は、前記筐体内の上方であって前記水プラズマ発生装置における前記水プラズマの噴射側に配置されて前記高温ガスが流れ込む容器体と、
前記容器体に上流側が接続されて下方に延出し、前記容器体内から前記高温ガスが流れる第1流路部と、
前記第1流路部に上流側が接続されて水平方向に延出し、前記第1流路部から前記高温ガスが流れる第2流路部と、
前記第2流路部に上流側が接続されて上方向に延出し、前記第2流路部から前記高温ガスが流れる第3流路部とを備え
前記第2流路部は、冷却槽内の冷却液に浸漬される複数本の放熱管を備えていることを特徴とする分解処理装置。
a water plasma generator that injects water plasma by passing an arc discharge through the inside of a vortex water flow;
A supply device for supplying a decomposition target to the jet stream of the water plasma;
a cooling device that cools a high-temperature gas containing the decomposition target that has been decomposed by the water plasma;
A decomposition treatment apparatus including a housing in which the water plasma generating device and the cooling device are disposed,
The cooling device includes a container body disposed in an upper portion of the housing on the water plasma ejection side of the water plasma generating device, into which the high-temperature gas flows;
a first flow passage portion that is connected to the container body at an upstream side and extends downward, through which the high-temperature gas flows from inside the container body;
a second flow path portion connected to the first flow path portion at an upstream side thereof and extending in a horizontal direction, through which the high-temperature gas flows from the first flow path portion;
a third flow path portion connected to the second flow path portion at an upstream side thereof and extending upward, through which the high-temperature gas flows from the second flow path portion ;
The decomposition processing apparatus , wherein the second flow path portion includes a plurality of heat radiation pipes immersed in the cooling liquid in the cooling tank .
前記冷却槽は、上方を開放して設けられ、
前記第1流路部は、下端側が前記冷却槽に収容され、
前記第1流路部の上流側に前記冷却液を噴射する噴射部が設けられていることを特徴とする請求項に記載の分解処理装置。
The cooling tank is provided with an open top,
The first flow path portion has a lower end side accommodated in the cooling tank,
The decomposition processing apparatus according to claim 1 , further comprising an injection section for injecting the cooling liquid, the injection section being provided upstream of the first flow path section.
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、
前記水プラズマのジェット気流に分解対象物を供給する供給装置と、
前記水プラズマによって分解処理された前記分解対象物を含む高温ガスを冷却する冷却装置と、
前記水プラズマ発生装置及び前記冷却装置が内部に配置される筐体とを備えた分解処理装置であって、
前記冷却装置は、前記筐体内の上方であって前記水プラズマ発生装置における前記水プラズマの噴射側に配置されて前記高温ガスが流れ込む容器体と、
前記容器体に上流側が接続されて下方に延出し、前記容器体内から前記高温ガスが流れる第1流路部と、
前記第1流路部に上流側が接続されて水平方向に延出し、前記第1流路部から前記高温ガスが流れる第2流路部と、
前記第2流路部に上流側が接続されて上方向に延出し、前記第2流路部から前記高温ガスが流れる第3流路部とを備え
前記第3流路部は、前記高温ガスが流れる複数本の伝熱管を備えていることを特徴とする分解処理装置。
a water plasma generator that injects water plasma by passing an arc discharge through the inside of a vortex water flow;
A supply device for supplying a decomposition target to the jet stream of the water plasma;
a cooling device that cools a high-temperature gas containing the decomposition target that has been decomposed by the water plasma;
A decomposition treatment apparatus including a housing in which the water plasma generating device and the cooling device are disposed,
The cooling device includes a container body disposed in an upper portion of the housing on the water plasma ejection side of the water plasma generating device, into which the high-temperature gas flows;
a first flow passage portion that is connected to the container body at an upstream side and extends downward, through which the high-temperature gas flows from inside the container body;
a second flow path portion connected to the first flow path portion at an upstream side thereof and extending in a horizontal direction, through which the high-temperature gas flows from the first flow path portion;
a third flow path portion connected to the second flow path portion at an upstream side thereof and extending upward, through which the high-temperature gas flows from the second flow path portion ;
The decomposition treatment apparatus according to claim 1, wherein the third flow path portion includes a plurality of heat transfer tubes through which the high-temperature gas flows .
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、
前記水プラズマのジェット気流に分解対象物を供給する供給装置と、
前記水プラズマ発生装置が内部に配置される筐体とを備えた分解処理装置に用いられ、前記水プラズマによって分解処理された前記分解対象物を含む高温ガスを冷却する冷却装置であって、
前記筐体内の上方であって前記水プラズマ発生装置における水プラズマの噴射側に配置されて前記高温ガスが流れ込む容器体と、
前記容器体に上流側が接続されて下方に延出し、前記容器体内から前記高温ガスが流れる第1流路部と、
前記第1流路部に上流側が接続されて水平方向に延出し、前記第1流路部から前記高温ガスが流れる第2流路部と、
前記第2流路部に上流側が接続されて上方向に延出し、前記第2流路部から前記高温ガスが流れる第3流路部とを備えて前記筐体の内部に配置され
前記第2流路部は、冷却槽内の冷却液に浸漬される複数本の放熱管を備えていることを特徴とする分解処理装置に用いられる冷却装置。
a water plasma generator that injects water plasma by passing an arc discharge through the inside of a vortex water flow;
A supply device for supplying a decomposition target to the jet stream of the water plasma;
A cooling device for use in a decomposition treatment device including a housing in which the water plasma generator is disposed, the cooling device cooling a high-temperature gas containing the decomposition target that has been decomposed by the water plasma,
a container body disposed in an upper portion of the housing on a water plasma ejection side of the water plasma generating device and into which the high-temperature gas flows;
a first flow passage portion that is connected to the container body at an upstream side and extends downward, through which the high-temperature gas flows from inside the container body;
a second flow path portion connected to the first flow path portion at an upstream side thereof and extending in a horizontal direction, through which the high-temperature gas flows from the first flow path portion;
a third flow path portion having an upstream side connected to the second flow path portion and extending upward, through which the high-temperature gas flows from the second flow path portion, and the third flow path portion is disposed inside the housing ;
3. A cooling device for use in a decomposition processing device , wherein the second flow path portion includes a plurality of heat radiation pipes immersed in a cooling liquid in a cooling tank .
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、
前記水プラズマのジェット気流に分解対象物を供給する供給装置と、
前記水プラズマ発生装置が内部に配置される筐体とを備えた分解処理装置に用いられ、前記水プラズマによって分解処理された前記分解対象物を含む高温ガスを冷却する冷却装置であって、
前記筐体内の上方であって前記水プラズマ発生装置における水プラズマの噴射側に配置されて前記高温ガスが流れ込む容器体と、
前記容器体に上流側が接続されて下方に延出し、前記容器体内から前記高温ガスが流れる第1流路部と、
前記第1流路部に上流側が接続されて水平方向に延出し、前記第1流路部から前記高温ガスが流れる第2流路部と、
前記第2流路部に上流側が接続されて上方向に延出し、前記第2流路部から前記高温ガスが流れる第3流路部とを備えて前記筐体の内部に配置され
前記第3流路部は、前記高温ガスが流れる複数本の伝熱管を備えていることを特徴とする分解処理装置に用いられる冷却装置。
a water plasma generator that injects water plasma by passing an arc discharge through the inside of a vortex water flow;
A supply device for supplying a decomposition target to the jet stream of the water plasma;
A cooling device for use in a decomposition treatment device including a housing in which the water plasma generator is disposed, the cooling device cooling a high-temperature gas containing the decomposition target that has been decomposed by the water plasma,
a container body disposed in an upper portion of the housing on a water plasma ejection side of the water plasma generating device and into which the high-temperature gas flows;
a first flow passage portion that is connected to the container body at an upstream side and extends downward, through which the high-temperature gas flows from inside the container body;
a second flow passage portion connected to the first flow passage portion at an upstream side thereof and extending in a horizontal direction, through which the high-temperature gas flows from the first flow passage portion;
a third flow path portion connected to the second flow path portion at an upstream side thereof and extending upward, through which the high-temperature gas flows from the second flow path portion; and the third flow path portion is disposed inside the housing ;
3. A cooling device for use in a decomposition processing device , wherein the third flow path portion is provided with a plurality of heat transfer tubes through which the high-temperature gas flows .
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