JPS5931591A - 高温発生方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、高温発生方法および装置に関する。

技術背景 この発明は、一般に、無線周波数（ＲＦ〕エネルギーを
用いて包囲場所に強力な加熱作用を惹起させる、更には
特に、種々の物質を高温度処卯する１こめの方法及び装
置に関する。更に、詳しくは、この発明は、有毒物質の
廃棄、セメント製造時に生じたセメントダストの廃棄、
貴金属の精製、その他同類の様々の工程に含まれるその
ような物質に、種々の目的で強力な熱を発生させて、そ
れ等の動ηを熱分解する方法及び装置に関する。

最近、廃物−特に、有毒性の物質の廃棄の問題について
非常に関心が高まっている。従来は、そのような物質は
、そのような動作の結果についてほとんど関知せずに、
常規的に、小川、河、もしくは大洋に投棄し、大地に理
め込み、又Ｃユ、単に大気中に逃がしていｆこ。しかる
に、最近、これ等の物質が生産工程で生じたものである
か、あるいは、都市において年収されｆこ単なる屑およ
びこみであるにかかわらず、社会生活に必然的な副産物
である種々の物質の安全な廃棄に関心が筐まっている。

そのような物質の廃棄は非常に費用かかかり、そのよう
な物質を蓄積するに利用される場所も除々に低減してき
ており、該問題を、単に、移し換えｆこり又は時期的に
すらすことなく゛廃棄物質を消却する種々の方法に相当
の関心が払われるように１ｊつ１こ。

廃棄物質を単に投棄することは、必然的に動物、植物の
みならす人間の生活に文１して重大な影響を及はすもの
であり−そのような廃棄物質は、見苦しくかつ不快なも
のであるばかりでなく、大抵の場合、長い間劣化するこ
ともなくある場所に残留した毒物含有量の高い物質であ
ることが解った。

このような問題は、工場廃棄物のみならず、都市こみに
よっても招来されるものであり、後者は問題を提示する
。

上記廃棄の問題に苅する従来の解決方法は不満足なもの
てあつｆこ。例えば、廃棄物質の焼却は単に問題の性質
を変更するに過きず、有毒物質は公知の焼却方法におけ
る温度では度々燃焼しなし）ことがあり、卸に大気中に
排気されるに過きない・ｔｌｌ気を清浄するには複雑な
スクラバーおよび沈殿装置が必要とされるが、廃物中に
依然として有毒物質が残存したままである。処理するの
に最も厄介な廃棄物の１つにセメント生産工程に生じる
塵埃があり、公知の技術では、この種の物質をうまく焼
却することができなかった。

高温度の燃焼を用いることにより、有毒物および他の汚
染物の廃棄に係る方法および装置の改良が図られ１こ。

しかしながら、そのような多くの物質、を都合良く焼却
するには４，０００乃至５００００Ｆのオーダの温度が
要求され、誘導あるｌ／）は静電加熱を含む従来の技術
は、ある限定され１こ場合を除き、成功し難いものてあ
つｆこ。例えは、誘導ヒータは、電流が誘導し得るよう
な導電性材料が必要とされる一方、他の技術が多部の電
力を必要とし、かつ、誘導障害を生起し、所要の温度を
生成するのに用いられる容器あるいは市：イウ、および
。

その他同類のものを構築する上での根本的な問題を惹起
する。さらに、物質の電気的性質は温度とともに変化す
るので、上述し１こような装置で発生された温度の制御
は非常に問題があつ１こ。これ等の種々の困難なことに
より、有毒物および仙の廃棄物を破壊する１こめの効率
の良い、迅速かつ簡単に制御される装置を作ることがで
きなかつ１こ。

発明の要約 この発明は、高温領域が最大効率用に具合良く定められ
た領域に集中されるようにし１こ、極めて高い温度の発
生方法、および、制御状態下で閉塞し１こ容器内にその
ような高い温度を発生させる１こめの装置を提供するこ
とを目的とする◇簡単にいえば、この発明が開示しよう
とするものは、概括的に、たとえば、集中させた無線周
波数エネルギーによって４．　ＯＯｏ乃至６，０００°
［の範囲内の高温を発生させて物質を破壊しあるいは該
物質内に化学的変化を生起させるべく、物質の燃焼、還
元、酸化、又は他の熱処理を含む熱分解の方法、並ひに
、外部へ放射する危険性がなく。

無線周波数エネルギーを放射する電極を損傷することな
く、かつ、容器部材を損傷することなく、そのような高
温を発生させることができる装置である。これは、形状
が同軸状′とされたるっは内に含まれた材料にＲＦ（無
線周波数）エネルギーを給与することにより達成され一
該るつほにおいて力ロ熱すべき材料は離間され１こ内側
および外側の電極間に荷かれ、該２つの電極を介して所
要の無線周波数（ＲＦ　）エネルギーが給与される。こ
の発明の好ましい実施例においては、外側の電極は円筒
状とされるとともに加熱しようとする物質用のるつぼの
外側部を形成する。外側の電極の内面は。

当該るつぼの外側の壁体を形成すべく高い耐温性のセラ
ミック材料で内張すされるとともに、同様のセラミック
材料が該るつぼの底壁体および頂上壁体を形成するのに
用いられている。このるつぼの軸上に、内（ｔ’ｌｌｌ
の電極が、好ましくは、棒体の形態で設けられ、この内
側］の電極は、当該るつは用の同筒状の中央内側壁体を
形成する高温セラミックのジャケットで包囲され、これ
等のセラミックの内側および外側の壁体は、加熱すべき
物質を収容するｆこめの環状の容器を形成するように、
セラミックの底壁体および頂上壁体と協働する。上記る
つほの頂上壁体は、当該るつほの内側を封止する耐温性
の高いセラミック材料から構成され１こ被覆体の形態と
される一方、過大な圧力の立上りを防止するｆコめに適
宜な圧力逃し弁手段が側壁体に設けられあるいは被覆さ
れる。

′無線周波数の電源は伝送線を介して内側および外側の
電極と接続されるとともに、該外側の電極はある電位と
され、これにより、当該るつほは上記ＲＦ伝送線用の終
端部として作用し、かつ、ｋＦエネルギーは当該容器内
の環状の空間を横断して伝送される。上記両電極を通し
て給電される電力を制御する１こめに、適宜な温度セン
サが設けられるとともに、加熱しようとする物質の抵抗
率が急激に低減することにより流通する電流を制限する
１こめに、調整可能なチョークコイルが上記無線周波数
電源と電極との間の伝送線に直列に接続される。このこ
とは、特に重要なことである。何故ならは、上記容器内
が高温とされている際、該容器内を給電を妨ける短絡回
路状態とするプラズマが生成されるからである。

上記電極を集中的に配置し１こことにより、上記容器内
の環状の空間における無線周波数エネルギーの集中化が
おこなわれ、これにより、上記空間に賄かれｆことのよ
うな物質も、該ｋＦ電源によりし 生成されｆこエネルギーを吸収−および、この結果△ の強力かつ急激な加熱によって熱分解されることになる
。この円筒状の外側の電極は、外部への漏洩を低減する
ためのＲＦ遮蔽体としての役目をするとともに、加熱し
ようとする物質にエネルギーを最大に伝搬すべく当該容
器内の環状の空間を横断してエネルギーの流れが径方向
に指向させる役目をする。

処理しようとする物質の温度を感知することにより、所
要のＲＩ”エネルギーは非常に精確に制御し得る。該Ｒ
Ｆ電源の出力電力レベルあるいはその動作周波数のいず
れか一方を調整して所做の７．ＩＡせ 度に到達しおよび維持さることができる。所望で△ あれば、そのような制御は、当該加熱装置が用いられる
正確な目的に応じて、所望の温度に維持するかあるいは
他のある工程制御に供するの）のいずれかの動作をおこ
なうマイクロプロセッサを介しておこなうようにしても
よい。

この発明に係る装置は、外部へ排出することなく、しｆ
こがって、環境を危険にさらすことなく、還元雰囲気中
で物質の熱分解を惹起させることができる、閉塞しかつ
封止し１こ容器を含む。上記容器内に極めて高い温度を
発生させることができるから、有毒物質は完全に破壊さ
れる。さら１乙ある物質を破壊している際に、廃棄物質
を燃判とすべく、適宜な熱交換器を介して上記容器から
取り出しができる熱源として使用できるように、温凋≠
はプラズマを発生させうる温度りこ到達さぜ得る、上記
容器内で非常に効率良く高温か発生さぜられるので、こ
の装置は、ま１こ、廃棄物の破壊以外の分野でも有用な
ものであり、例えば、貴金属の精練のような処理の１こ
めの実現可能性のある熱源となる。

以下に、この発明の種々の目的、特命、および利点を明
瞭にする１ごめに、添イ；１図面とともに説明する。

この発明をさらに詳しく考察すると、第】図に、無線周
波数（ＲＦ　）の電磁波により加熱しようとする物質を
収容するようにしたるつは１０の図解式断面図が示され
る。このるつぼ】Ｏの領域内に非常に高い温度が発生す
るように１ｊつでいる。上記るつは１０は、略同筒状の
側壁体１２．積層状の底壁体１４および取り外し可能な
蓋体】６を含む。この側壁体１２は、非常に高い温度に
耐える種々のセラミック材料力）ら収るライナー１７に
より形成されている。好ましくは、底壁体１４およ棒状
の中央電極１８はるつは１０内に設けられ、好ましくは
、円筒状の側壁体１２と同軸とされる。

この電極１８は上記るつは１０の全長に亘って延在する
とともに、無線周波数エネルギー源と接続する１こめに
上記蓋体１６の中央の穴２０を介して上方に貫通してい
る。該６つは］０内において、電極１８は、側壁体のラ
イナー】７を形成するのに用いたと同様のセラミック材
料から成るジャケットあるいはライナー２２により包囲
され一該シャケットは当該るつぼ１０の内部壁体を形成
している。

側壁体Ｊ２は、ライナー１７の外面２６を包囲しかつそ
の上（こ装着されｆコ第２の電極２４と共働し、該第２
の電極は、電極１８と同軸の円筒体とされ−好ましくは
、実質的に当該るつは１０の軸方向の全長に亘って延在
する。

両電棲１８と２４は、好ましくは、当該るつは内で加熱
しようとする物質の腐食作用およびも１こらされた高い
温度に抗し得る、ステンレススチール等の金属とされる
。同様に、壁体１２および１４、並びに、ジャケット２
２半に用いられるセラミック材料は、高い温度および物
質の腐食作用に抗し得るものが選択される。

側壁体のライナー材料］７およびジャケット２２は、環
状の室あるいは容器２８を形成するように協同し、該室
あるいは容器２８は、るつほの電極に給与された無線周
波数エネルギーの有効分である高い温度によって処理し
ようとするどのような物質をも収容するようになってい
る。そのような物質とは有毒な化学物質、セメントダス
ト、および種々の生産工程で作られるその他の残留物等
の廃棄物であり、不明の化学的含量を有する分析不可能
な都市塵芥物とか、あるいは、６つは１０内の調整可能
な雰囲気内で熱分解処理するようにされた、その他、の
同類の物質である。

この発明の好ましい実施例において、蓋体１６は、ファ
スナーあるいは掛は金（図示しない）等により公知の方
法で上記るつぼに固定されるとともに、封止され１こ遮
断領域を形成すべく環状のシール２９と協同する。好ま
しくは、適宜な圧力逃し弁３０は、過剰な圧力の立上り
を防止する１こめに上記るつぼの内部のガス抜きをおこ
なえるように設けられている。

公知の無線周波数発電機３】から電極】８および２４に
給電され、該発電機３】は、例えは、周波数が１ＱＫＨ
ｚ乃至１０．５　Ｑ　Ｑ　Ｍ　ｌ−ｌ７．　ノ範囲内で
、好ましくは、約ＩＭＩ−１ｚで、かつ、出力重力レベ
ルが約ＩＱＫＷで作動するとともに、電力発生および制
御片キャビネット３２と協同するようになっている。±
扉、無線周波数発電機を作動させる１こめの電源３３か
らの線路電力は、線路３４および３５を介して上記キャ
ビネット３２に供給される。上記発電機３Ｊからの非変
調のＲＦ（無線周波数）電流は、外部シース３７および
内部導体３８を含有する同軸伝送線３６を介して、それ
ぞれ、るつぼ電極２４および２８に供給される。内部導
体３８は、無線周波数発電機３】と中央電極】８との間
に介在させられた可変インダクタンスのチョークコイル
４０と直列に接続される。上記伝送線の外部シース３７
は外部電極２４および接地点４２と接続される。よって
、両者２４および４２は大地電位とされ、したがって、
電極２４は遮蔽体として作用し、両電極へＲＦ電力を供
給することにより該電極間の空間に生成される電磁波が
当該るつぼから漏洩するのを防止する。

上記コイル４０のインピーダンスは’Ｅ極１８への電流
を制御するとともに制限する作用をおこなうようにされ
、所望であれば、手動操作により可変とされる。一方、
好ましくは、コイル４０のインダクタンスは、例、えば
、駆動回路４５により操作される駆動シャフト４４を介
して作動する電気−機械手段を介して、るつぼ１０内で
測定された状態に応じてインダクタンス値を変化するよ
うに自動的に制御され、そして、該状態は容器２８の空
間において両電極１８および２４間に介在する物質の導
電率を変化させる。

上記、るつぼ内の状態を定めるには、ガス分析器４６、
温度測定器４８、あるいは、測定しようとするパラメー
タに対応した測定器のような適宜なセンサが設けられる
。そのような各センサは、線路５０および５２にそれぞ
れ上記るつぼ内の状態を指示する信号を供給するように
、該６つぼ内あるいは他の適宜プＪ場所に設置される。

この情？［Ｈま制御キャビネット３２内の制御回路５４
に供給され、コイル４０のインダクタンスを制御しおよ
び／又は発電制御器５６を介して無線周波数発電機３１
の出力の電力レベルあるいは周波数を変化させるように
なっている。好ましくは、予めプログラムされγこマイ
クロプロセッサが制御回路５４に設けられ、上記るつぼ
内の状態を感知し、かつ、選定され１こ温度一温度勾配
、あるいは該るつぼ内のその他の予め選定され１こ状態
を維持するｆこめに電極］８および２４に供給されるＲ
Ｆ電力を所望に制御し、かつ、当該工程の開始および終
了を自動的に制御するようにされる。

制御回路５４によってなされる特殊な制御機能は、就中
、上記るつぼ内の物質および実行される工程に依存した
ものとなっている。このようにして、たとえば、物質が
破壊すべき有毒性の廃棄物であれば、選定し、１こ温度
に到達し１こ後、予め定められ１こ期間、前述し１こ電
力レベルに維持される。

上記廃棄物がセメントダスト等のものである場合には、
当該工程は、前述した期間、異なった高い温度を必要と
し、よって、上記るつぼ内にはプラズマが生起すること
になる。そのようなプラズマは電気的に導電性であり、
この処理は電極１８と２４間を有効な短絡回路とする。

そして、制御回路５４は、そのような環境下にあるＲＦ
発電機３１が破損するのを防止するように用いられる。

このようにして、制御回路５４は、当該装置に過大電流
が流れるのを防止する１こめに、そのような状態の開始
を感知するとともにインダクタ４０のインピーダンスに
変化を生じさせる一方、当該るつは内で最良の状態を維
持するに十分な電力レベルを両電極に到達させたままに
し、かつ、ＰＪＴ望であれば、プラズマの維持をも含ま
れる。これにより、無線周波数発電機３１は周波数を変
動することなく高電力レベルで連続的に動作をおこなえ
るようにし、かつ、燃焼すべき物質が完全に破壊される
までプラグが維持されるようにインダクタ４０を付加的
に変化させることにより、電力が連続的に引き出され乙
のを保証するようになっている。可変のチョークコイル
４０が無い場合には、プラズマによって生成される短絡
回路状態は上記ＲＩ＝’発電機３】を遮断させるととも
に、当該るつは内での物質の処理を尚早に終了させるこ
とになる。この工程のもう１つの利点は、そのように生
起しｆこプラズマを、当該るつは内で燃料を燃焼する際
に用いられる電気エネルギーよりもさらに多量の熱エネ
ルギーを発生する熱源として用いることができることで
ある。

上記るつほは封止されているので、環状の容器２８の空
間内での物質の熱分解は環境的に雰囲気を完全に拘束し
つつおこなわれ、よって、有毒性物質およびその他の廃
棄物は、周囲の大気中にそのような物質を放散すること
なく完全に破壊される。上記るつは内で過大な圧力の立
上りを防止すべく、安全性の目的で圧力逃し弁（ｖｅｎ
ｔ）３０が設けられてはいるが一該弁３０から逃れたど
のようなガスも補足されかつ当該圧力は低減するように
該るつほに帰還させるべく蓄積されることが理解できよ
う。さらに、ある環境においては、酸素源から適宜な入
口（図示しない］を介して当該るつほに、該室内の所要
の酸化状態を維持するように酸素が供給される。上記る
っほは、垂直軸を有するとともに−１つＱノ物質処理窯
（ハツチ）用の取り外し可能でありかつ封止可能な蓋体
を有したものとして図示されてはいるが、所望であれば
。

上記るつほは、水平状に構築し、かつ、当該物質のバッ
チあるいは連続処理用の入口および出口を設けるように
してもよいことが理解できよう。そのような変形例を、
第２図に示し、以下にその説明をする。

第２図に示す、水平に配向されかつ回転可能としｆこる
つぼ６０は、第１図の実施例で概略的に説明した原理に
しｆこがって構成したものである。このるつぼ６０は、
内部容器６４を形成する略円筒状とされ、力）つその両
端部を端壁体６６および６７により閉塞し１こ外側壁体
６２を有する。このるつとして供されるステンレススチ
ールのジャケット６８で形成される一方、該壁体６２の
内面側は、第１図に関して前述し１こようシこ、端壁体
６６および６７も同様、耐熱性のセラミック材料から成
るライナーで形成される。水平状に設置されたるつは６
０は、側壁体６２と協同して塊状の収容空間６４を形成
するようにされかつセラミックのジャケット７２を支持
している中央電極７１を有する。

この実施例において、上記るつぼ６０Ｉま、その側壁体
６２の内面に、後述するように、当該るつほがその軸の
周りに回転するにつれてその内部の物質の混合作用を行
なう複数の長さ方向に延在しｆこ物質用揚げべらを合体
しているのが示される。これ等の揚げべらは好ましくは
上記側壁体のライナー７０と同様のセラミック材料で形
成される。

上記るつぼ６０は２枚の端板１６．１８間で回転するよ
うに装着され、これ等の端板７６．７８は、それぞれ、
支持用ブラケツ）８０．８２を介して離隔関係をもって
しっかりと固定される。このるつぼ６０は、支持板７８
の周辺部に取り付けられ１こ支持用の各ローラ８４によ
り両板間で支持され、このようにして、るつぼ６０は、
両支持板とともに軸方向に一列状に配列し１こ状態が維
持される間１回転可能とされる。

上記るつぼ６０は、支持板７６に固定されたブラケット
９０上に装着され１こ電気モータ８８により回転される
。このモータ８８は、るつぼ６０の外面に固定された対
応する駆動トラック９４に係合した鋸歯状の駆動ベルト
９２を介して当該るつぼ６０を駆動する。

支持板７６は中空状の支持用シャフト１００を介してブ
ラケット８０に装着すると都合が良い。

どの支持用シャフト】００は、ブラケット８０に溶接あ
るいは他の方法で固定されるとともに、フランジ１０２
を介して支持板７６に固定される。

上記支持片シャフトはるつぼ６０と軸方向に一直線士に
配置され、このようにして、当該るつぼ６０の内部から
端壁体６７を貫通するとともにブラケット８０上に装着
され１こ回転伝送線】０４および接続箱１０６を介して
供給される無線周波むπラカの電源と接続すべく、電極
７１は、シャフト１００の中央部に挿入されるようにな
っている。電極７１は、電気絶縁材ｔ１１０８を介して
支持用シャフト１００から電気的に絶縁される一方、該
シャフト１００、接続箱１０６の外面、支持板７６、お
よび電極６８は、全て互いに電気的に接Ｈされるととも
に接地電位とされる。電極７１は、るつは６０に対して
静止体とされるとともに、適宜ナヘアリング手段を介し
て相対的に回転をおこなえるように、当該るつぼの端壁
体にジャーナル軸受けずへきであることが理解されよう
。

この発明の好ましい実施例において、中央電極７１は、
接続箱１０６を介して電極と接続され１こ入口管１１０
を経由して供給される冷却水を搬送できるように、中空
状とされる。電極７１はるつぼ６０内で終端しているけ
れども、この発明の好ましい実施例において、電極７１
を貫通して流れる冷却水は、上記シャフト１００に関し
て説明したと同様の方法で、端壁体６６を貫通するとと
もに、支持用ブラケット８２に瑞根７８を接続する役目
をする中空状の支持シャツ）］　１２を貫通して、るつ
は６０の反対側の端部へ連続的に流出する。そして、冷
却水は、所望により、廃棄又は循環のｆこめ出口管】１
４を通して当該るつほから外に排出される。好ましくは
、中央の出口管１１４は、回転るつぼに対して静止体と
され、そして、公知の方法で相対的に回転できるように
端壁体６６にジャーナル軸受けされる。

第１図に関して説明し１こように、破壊、金属精製、あ
るいは他の目的の１こめて８あるかどうかにかかわらす
、物質の加熱が制御され１こ雰囲気内でおこなわれるよ
うに、上記るつぼ６０は、好ましくは封止される。一方
、安全性のために、前述したと同様、ベント１１６が側
壁体６２に設けられる。

装入用のホッパー１２０が、処理しようとする物廼を当
該るつは内に供給するために支持板７６に装着される。

このホッパー１２０の出口端部は支持板７６を貫面し、
かつ、この開口は当該るつほの端壁体６７における対応
した開口〔図示しない）と一致して配列されるようにな
っており、該るつほが支持板７６と適宜に一列状に並ん
だ際、物質が室６４内に供給される。上記Ｉｔｎ口には
適宜な蓋体か設けられ一該蓋体は支持鈑７６に形成さ２
１ｆこ切欠部１２２を通して手に触れられるようになっ
ている。このようにして、当該るつほを満杯にするｆこ
めに、開口を切欠部１２２と並ぶように回転され、該蓋
体が取外され、このドラムはホッパー１２０と一列状に
並ふように回転され、そして、このドラムは満杯にされ
る。その後、上記開口は、上記、蓋体を再び取りイ」け
る１こめに、再び切欠部】２２と一列状に並べら・れる
。

さらｌこ、側板６２に形成され１こ出口スロットを介し
て−るつほの内部へのアクセスがおこなわれる。この出
口スロットは、側壁体に固定されるとともに簡単に取り
外されるようにし１こ取り外し可能な蓋体１２４により
閉塞される。上記蓋体１２４は、当該るつぼ内で立上る
高圧力に抗して固定され、かつ、さらには、室６４内で
生長し１こガスの漏洩を防止するために封止しなければ
ならない。

上記蓋体の内側は、好ましくは、当該るつぼの絶縁を適
宜に保証する１こめに壁体のライナー用に使用され１こ
と同じ型式のセラミック材料から成る締りばめ式プラグ
とされる。

この発明の一実施例において、るつは６０とその支持構
造体は、一端部でシャフト１３２により枢軸状に支持さ
れた傾斜可能なプラットホーム１３０上の支持用ブラケ
ット８０および８２を介して装着される。このシャフト
１３２は、プラットホーム１３０の一部を形成し１こ下
方に延びる縁フランジ１３４と１３６間に延在するとと
もに、両縁フランジ１３４と】３６に取り付けられてい
る。そして、このシャフト１３２は、基台１４２上に支
持され１こ一対の軸承ブロック１３８と１４０にジャー
ナル軸受けされている。このシャフト１３２の設置位置
と反対側のプラットホーム】３０の端部は、符号１４４
て示されるような一対のねしジヤツキを介して基台】４
２上に調整可能に支持されている。

ジヤツキ１４４は、基台１４２に取り付けられ１こ第１
の端部１４８を有するねしシャフト１４６を備える。こ
のねじシャフト１４６は−１ことえは、下方ｌこ延在す
るフランジＪ３６を貫通する固定手段を介してプラット
ホーム】３０に取り伺けられｆこねしブロック１５０を
貫通している。クランク１５２は上記ねじシャツＩ−１
４６の頂上端部に設けられ、これにより、該シャフト１
４６は回転することによりブロック１５Ｑをくぐり抜け
て、シャフト】３２の軸の周りに枢軸回転をおこｆＳつ
でプラットホーム１３０を上昇あるいは下降させる。

これにより一当該るつほへの負荷および負荷の解除を簡
単におこなえるようにするとともに一加熱処理時に該る
つぼ内で物質の均等な分布が保証されるように、該るつ
ぼの軸の水平面と成す角度が調整できるようになってい
る。

第１図および第２図に示し１こ実施例のるつほを動作さ
せる場合、無線周波数電源３２は、るつは内の物質の温
度を、当該物質を処理すべき温度および実施される工程
の性質に応じて４，０００乃至６．００００Ｆに高める
のに十分に高い電力レベルてにして、例えは、４．　Ｏ
Ｏｏ’Ｆは、大抵の有毒廃棄物を破壊す石のに適当な温
度である一方、約５，０００’Ｆの温度でセメントダス
トは燃焼してプラズマを形成するものと思われる。温度
約４，００００Ｆで貴金属を含有した鉱石を精練するこ
とができる。

第１図に示す実施例による試、験において、１バツチ５
０ポンドの物質は、電力レベル１０キロワツト、周波数
１ＭＩ４７．で発電機３１を作動させることにより処理
され１こ。

この発明に係るるつぼ内に同軸状に設けられ１ここれ等
の電極は、実質的に、これ等の電極間で誘電体としての
役目をする当該るつは内に含有された物質、および、該
物質内を径方向に通過する中央電極で放射され１こ無線
周波数の電磁エネルギーでもって−ＲＦ伝送線の終端部
を形成している。

この中央電極から径方向に放射される電磁エネルギーの
流れは、当該るつぼ全体に亘って材料が均等に処理され
ることを保証する。電磁界は当該るっは内に集中さぜら
れ、外側電極は、損失を防止するＲ　Ｆ遮蔽体としての
役目をするとともに当該装置が操作者に危険を及はさ１
．Ｉ：いことを保証する。

さらに、るつは内にエネルギーを集中させることにより
、処理しようとする物質のみ力醐ｌ］熱され、かつ、当
該収容器の壁体の加熱はおこなわれず、よって、電力レ
ベルは尚該物質を加熱あるいは燃焼サセるのに必要なレ
ベル以上に過大となることはない。さらに、上記物ノ質
は一当該るつぼの内方部から外方に向って加熱され、よ
って、るつほの外壁部は比較的冷Ｔこい。しｆこがって
一エネルキー損失が低減し、当該収容器の外壁体の損傷
が防止され、かつ、所要の絶縁強度の低減化を図れるこ
とが解っＬ０上記中央電極およびるつぼの壁体のいずれ
も処理しようとする物質の温度レベルに到達することは
ないが、これ等の中央電極およびるつぼの壁体は、第２
図に示すような方法で中央電極を適宜に冷却し、かつ、
同様にして壁体の外側を冷却することにより保護し得よ
う。

処理される物質の電気的特性は温度、該物質の性質の変
化に依存して変化するので、当該るつぼに供給される電
力の制御は必須のものであり、これには、るつぼ内の状
態の注意深い監視が要求される。種々の温度感知技術が
用いられるが、当該装置の試験操作においては、当該る
つぼの壁体に適宜な窓を設けるとともに、該るつぼの外
側に設置され１こ赤外線高温計によって温度測定がおこ
なわれた。プログラムされたマイクロプロセッサは、温
度測定輪≠結果に応答し、あるいは、物質を完全に破壊
し、所定の処理が完了し１こときに当該装置を閉鎖し、
およびその地固様のことのＴこめに当該るつは内を予め
定められＴこ温度に維持すべく、プリセットされ１こタ
イムスケジュールで簡単に作動するａ前記し１こように
、そのような制御は、るつは内に非常に高い温度の炎を
生成するのに用い、かつ、熱源として使用できるようＩ
Ｓプラズマを生成することを可能にする。上述し１こよ
うに、これが起動すると−プラズマは上記伝送線の終端
部に■゛気短絡回路を生成するとともに、直列インダク
タンス４０は一損傷が保持されるように調整される。る
つは内の燃料が消費しつくされるまでプラズマを維持す
べく該るつぼ内に十分な熱を発生するように、このイン
ダクタンス４０は該プラズマを通して流れる電流レベル
が予め定められ１こレベルに維持されるように調整され
る。

上′記実施例では、上記るつぼに予め定め１こ聞の処理
用物質を収容して、ノ・ツチ処理をおこなう条件の下で
説明をおこなつｆこか、連続的な装入システムを形成し
、これにより、るつぼの操作時に処理すべき物質を該る
つほに連続的に供給して処理をおこなえることは明らか
であろう。さらに、この発明の特許請求の範囲に記１載
するように、この発明の原理および技術的範囲から逸脱
することｆＳく種々に変形あるいは改良することができ
ろ。

【図面の簡単な説明】

数 第１図はこの発明の一実施例の無線局ダ熱装置の構成を
示す図、第２図は、第１図の装置を改良し１ここの発明
のもう１つの実施例の一部切欠斜視図である。 １０・・・・・・るつぼ、１２・・・・・・側壁体、１
４・・・・・底壁体、】６・・・・・・蓋体、］７・・
・・・・ライナー、コト・・・・・（第１の）中央電極
、２２・・・・・・ジャケラＩ−、、２４・・・・・・
（第２の）電極−２８・・・・、・・容器（又は室）、
キャビネット、３３・・・・・・電源、３４．３５・・
・・・・線路、３７・・・・・・外部シース、３８・・
・・・・内部導体、４０・・・・・・コイル、４４・・
・・・・駆動シャフト、４５・・・・・・駆動回路、４
６・・・・・・ガス分析器、４８・・・・・・温度測定
器、５０．５２・・・・・・線路、５４・・・・・・制
御回路、５６・・・・・・発電制御器、６０・・・・・
・るつぼ、６２・・・・・・（ｆ（１」壁体、６４・・
・・・・内部容器、６６．６７・・・・・・端壁体、７
０・・・・・・ライナー、７１・・・・・・中央電極、
７４・・・・・・揚げべら（リフター）、７６．７８・
・・・・・端板、８８・・・・・・モータ、】００・・
・・・・支持用シャフト、１０４・・・・・・同軸伝送
線、】０６・・・・・・接続箱、１３６・・・・・・ベ
ント、１３８，１４０・・・・・・軸承、１４２・・・
・・・基台、１４４・・・・・・ねじジヤツキ。 特許出願人　トキシツクーハザーダス・ウェイスト・デ
ストラクション、インコーポレーテツド代理人弁理士青
山　葆　　外１名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）、熱分解しようとする物質内に高い温度を発生さ
   せる方法において： 内側および外側の壁体間に形成され１こ収容体内に加熱
   しようとする物質を配置する一方、上記各壁体はそれぞ
   れ第１および第２の電極を含み；無線周波数で電磁エネ
   ルギーを発生し；上記両電極間に無線周波数の電界を生
   成するように該両電極に上記無線周波数エネルギーを供
   給し、これにより上記物質は上記エネルギーを吸収する
   とともに該エネルギーにより加熱され、上記無線周波数
   エネルギーは上記物質の温度を少なくとも４．０００’
   Ｆに上昇させるに十分な電力レベルおよび周波数で供給
   されるようにした方法。 （２）、上記無線周波数エネルギーは非変調のものとし
   １こ特許請求の範囲第】項に記載の方法。 （３）、さらに、上記物質の導電率の変化に応じて上記
   無線周波数エネルギーを制御するようにし１こ特許請求
   の範囲第１項に記載の方法。 （４）、上記無線周波数エネルギーの制御段階は、無線
   周波数エネルギーの電源と上記電極との間に直列に接続
   されたコイルのインピータンスを変化させることを含む
   特許請求の範囲第３項に記載の方法。 （５）、熱分解しようとする物質内に高い温度を発生さ
   せる装置において： 加熱しようとする物質を収容するようにし１こプル熱室
   を形成する内側および外側の壁体を有するるつほと； 上記１内側の壁体内の第１の電極と； 上記外側の壁体面の第２の電極と； 無線周波数の電気エネルギーの電源と；上記加熱室内に
   無線周波数の電磁界を生成するように上記電源を上記第
   １および第２の電極に接続する伝送線と； 上記伝送線に直列に接続した可変インピーダンス手段と
   ； 上記室内の状態に比、答して該状態を制御すべく上記イ
   ンピーダンスを変化させる制御手段とを備え１こ高温発
   生装置。 （６）、上記、第１および第２の電極は同軸とされ、該
   第２の電極は実質的に円筒状とした特許請求の範囲第５
   項に記載の装置。 （７）、上記第】の電極は実質的に上記るつほの軸線上
   に設置し１こ特許請求の範囲第６項に記載の装置。 （８）、上記るつは内で加熱しようとする物質は一士ｉ
   ｔ　ＩｔＸ線周波数電磁波を吸収すべく上記加熱室に収
   容され得る誘電体物質とした特許請求の範囲１第５項に
   記載の装置。 （９）、さらに、上記加熱室を内張りする１こめに上記
   内側および外側のるつぼ壁体に耐熱性のライナ一手段を
   含むようにした特許請求の範囲第５項に記載の装置。 （］０）、さらに、上記るつぼを封止可能に閉塞する該
   るつぼを覆う取り外し可能な被覆手段を含み。 これにより封止した加熱すべき物質用の容器を形成する
   ようにした特許請求の範囲第９項に記載の（１１）、上
   記第］および第２の電極Ｃ′ｉ同軸とされ一該第２の電
   極は実質的に円筒状のものとしｆコ特許請求の範囲第】
   ０項に記載の装置。 （１２）、上記第１の電極は実ρ的に上記、７Ｓつほの
   軸上に設置され、かつ、上記破缶手段を貫通して上記伝
   送線と接続するように延在するようにしｆこ特許請求の
   範囲第」】項に記載の装置。 （１３）−上記１伝送線は中心導体を有する同軸線とさ
   れ、その中心導体は上記第１の電極と接続されるととも
   に、そのさやは上記第２の電極と接続され、これにより
   上記るつほは上記伝送線の終端を形成するとともに一上
   肥るつぼの加熱室内に在る加熱しようとするいかなる物
   質も、上記第１の電極により放射されｆこ無線周波数の
   電磁エネルギーを吸収すべく、該終端した第１および第
   ２の電析間に誘電体として供せられるようにし１こ特許
   請求の範囲第５項に記載の装置。 （１４）、上記さやと上記第２の電極は接地電位とされ
   、これにより上記第２の電極は上紀蕪線周波数エネルギ
   ーの上記るつぼからの漏洩を防止するＴこめの遮蔽体と
   して供せられるようにした特許請求の範囲第】３項に記
   載の装置。 （１５）、上記第１および第２の電極は同軸とされ、該
   第２の電極は実質的に円筒状としＴこ特許請求の範囲第
   １４項に記載の装置。 （］６）、上記可変インピーダンス手段は、上記中央電
   極と直列に接続した可変インダクタンス手段を含んだ特
   許請求の範囲第１５項に記載の装置。 Ｃ１７）、上記可変インピーダンス手段は上記中央電極
   と直列に接続したコイルを含む一方、上記゛制御手段は
   上記加熱室内の上記電磁界を制御するための上記コイル
   のインダクタンスの可変手段を含んだ特許請求の範囲第
   １５項に記載の装置。 （］８）、上記るつぼは実質的に円筒形のものとすると
   ともに、さらに、当該るつぼの軸の周りに回転するよう
   に該るつぼを装着する手段を含んだ特許請求の範囲第５
   項に記載の装置。 （１９）、上記るつほを装着する手段は、該るつぼの軸
   の水平面に対する傾きを調整する手段を含んだ特許請求
   の範囲第１８項に記載の装置。 （２０）、上記るつほを装置ｕする手段は、該るつほの
   軸が実質的に水平面上に存在するように該るつほを装着
   する１こめの支持手段を含んだ特許請求の範囲第】８項
   に記載、の装置。 （２］）−さらに、上記るつほの軸の水平面に対する傾
   きを調整する手段を含んだ特許請求の範囲第２０項に記
   載の装置。 （２２）↓さらに、上記るつほをその軸の周り番と回転
   させる手段を含んだ特許請求の範囲第１８項に記載の装
   置。 （２３）、さらシ乙上記加熱室を内張りするγこめに上
   記るつぼの内側および外側の壁体に耐熱性のライナ一手
   段を含んだ特許請求の範囲第２２項に記載の装置。 〔２４）、上記外側の壁体上のライナ一手段は、当該る
   つぼの回転時に上記加熱室内で物質を混合する１こめの
   複数の棒状の揚げべらを装着した特許請求の範囲第２３
   項に記載の装置。 【２５】−さらに、士肥るつぼの内方に物１質を供給す
   る装入手段と、該るつぼから物質を除去する排出手段と
   を含んだ特許請求の範囲第２３項に記載の装置。 （２６）、さらに、上記第】の電極を冷却する冷却手段
   を含んだ特許請求の範囲第１８項に記数の装置。