JPH025100B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ DC電弧を利用して有害な材料を分解する装
置であつて、 溶融たまりを入れる溜めを含む気密室； 有害な材料を溶融たまり内の生成物と当該気密
室内の気体性生成物に初期分解するため有害な材
料を当該気密室と溶融たまり内に導入する入口手
段； 有害な材料の分解を促進するのに充分な電流レ
ベルを有するDC電弧を当該気密室内に維持する
電極手段であつて、該手段は中空内部を有する長
い管状電極と溶融たまりの表面の上方の所定の距
離に維持された第１端部を有し、当該電極からの
電弧が電極の第１端部から所定の距離に亘つて溶
融たまり迄延びるように維持されていること； 全体的に電弧に対して直角に延びる磁束線を有
する磁場を発生させるように気密室内に電極と接
触しないように設定された磁気手段からなり電弧
を所定の割合にて電極の第１端部の表面の周りに
移動させる手段；及び 気体性生物を排気手段を介して除去する前に分
解を生ぜしめるため電弧の近くを通過させるべく
DC電弧に近接して当該気密室内にあつて気体を
前記気密室から除去するための排気手段から成
る、 有害材料の分解装置。

２ 電極の第１端部の表面の周りの電弧の運動割
合が磁場の強さと向きにより制御される請求の範
囲第１項に記載の装置。

３ 磁気手段が電極の第１端部に隣り合つて電極
を包囲する鉄部材を有し、かくして、電弧の電流
が該鉄部材と相互作用して全体的に電弧に対して
直角に延びる磁束線を有する磁場を発生させるよ
うになつている請求の範囲第１項に記載の装置。

４ 電極手段が中空管状であつて、磁気手段が電
極の第１端部に隣り合つて電極の中空内部に設け
た第２の鉄部材を有し、かくして、電弧の電流が
前記両鉄部材と相互作用して全体的に電弧に対し
て直角に延びる磁束線を有する磁場を発生させる
ようになつている請求の範囲第２項に記載の装
置。

５ 磁気手段が気密室内で少なくとも気密室内の
溜めの一部分の下側で全体的に電極の第１端部の
下方に配置され、かくして、磁気手段が全体的に
電弧に対して直角に延びる磁速線を有する磁場を
発生させるようになつている請求の範囲第１項に
記載の装置。

６ DC電弧を利用して有害な材料を分解する装
置であつて、 溶融たまりを入れる溜めを含む気密室； 有害な材料を溶融たまり内の生成物と当該気密
室内の気体性生成物に初期分解するため有害な材
料を当該気密室と溶融たまり内に導入する入口手
段； 有害な材料の分解を促進するのに充分な電流レ
ベルを有するDC電弧を当該気密室内に維持する
電極手段； 気体性生成物を排気手段を介して除去する前に
分解を生ぜしめるため電弧の近くを通過させるべ
くDC電弧に近接して当該気密室内にあつて気体
を前記気密室から除去するための排気手段；及び 材料を溶融たまりから受入れる容器を含み所定
の深さに溶融たまりを維持する手段；溶融材料を
溶融たまりから容器に通過させるため溶融たまり
と容器の間を連通させる導管手段；溶融たまりか
ら容器への溶融材料の流れを閉塞し当該気密室を
その気密状態に維持するため導管手段を密閉する
手段を有して成り、容器が当該気密室の外側に配
置され導管手段が当該気密室の壁を貫通して延び
ている、 有害材料の分解装置。

７ 導管手段が当該気密室内からの気体が容器内
に流入するのを阻止するトラツプ手段を含む請求
の範囲第６項に記載の装置。

８ 容器が気密室の傍に配置され、導管手段が気
密室の側壁を貫通して延びている請求の範囲第６
項記載の装置。

９ 容器が気密室の下側に配置され、導管手段が
気密室の底から所定の距離上方に延びて溶融溜ま
りの中に至つている請求の範囲第６項に記載の装
置。

１０ DC電弧を利用して有害な材料を分解する
装置であつて、 溶融たまりを入れる溜めを含む気密室； 有害な材料を溶融たまり内の生成物と当該気密
室内の気体性生成物に初期分解するため有害な材
料を当該気密室と溶融たまり内に導入する入口手
段を備え、入口手段が当該気密室の外部からのア
クセスのため閉鎖可能な入口ポートと当該気密室
の内部との連通を行う閉鎖可能な出口ポートを有
する多密封通路を有し、当該通路が更に通路を入
口ポートに隣り合う第１室と出口ポートに隣り合
う第２室に分割する閉鎖可能な仕切り手段を入口
ポートと出口ポートの間に含み、密閉通路が、有
害な材料が仕切手段の閉じられた状態で第１室内
に導入され、有害な材料が入口ポートと出口ポー
トの閉じられた状態で仕切り手段を通つて第１室
から第２室へ通過し有害な材料が第２室から気密
室へ仕切り手段の閉じられた状態で出口ポートを
通つて通過するように作動すること； 有害な材料の分解を促進するのに充分な電流レ
ベルを有するDC電弧を当該気密室内に維持する
電極手段；及び 気体性生成物を排気手段を介して除去する前に
分解を生ぜしめるため電弧の近くを通過させるべ
くDC電弧に近接して当該気密室内にあつて気体
を前記気密室から除去するための排気手段から成
る、 有害材料の分解装置。

１１ 容器から有害な材料を解放するため有害な
材料を内部に有する容器を穿刺する第２室内の手
段を含む請求の範囲第１０項に記載の装置。

１２ 液状の有害な材料を第２室から除去し液状
の有害な材料を制御された割合で当該気密室内に
導入するため第２室と当該気密室の間の連通を行
う導管手段を含む請求の範囲第１１項記載の装
置。

１３ 第２室から当該気密室への液状の有害な材
料の流れを制御する弁手段を導管手段が含む請求
の範囲第１２項記載の装置。

１４ 有害な材料を第２室から当該気密室内に移
動させるスクリユー・コンベヤー手段を含む請求
の範囲第１３項に記載の装置。

１５ DC電弧を利用して有害な材料を分解する
装置であつて、 溶融たまりを入れる溜めを含む気密室； 有害な材料を溶融たまり内の生成物と当該気密
室内の気体性生成物に初期分解するため有害な材
料を当該気密室と溶融たまり内に導入する入口手
段を備え、入口手段が当該気密室の外側からアク
セスして閉鎖可能な入口ポートと当該気密室の内
側に連通する閉鎖可能な出口ポート及び内部に有
害な材料を有する容器を穿刺する通路内の穿刺手
段を含むようにしたこと； 有害な材料の分解を促進するのに充分な電流レ
ベルを有するDC電弧を当該気密室内に維持する
電極手段；及び 気体性生成物を排気手段を介して除去する前に
分解を生ぜしめるため電弧の近くを通過させるべ
くDC電弧に近接して当該気密室内にあつて気体
を前記気密室から除去するための排気手段から成
る、 有害材料の分解装置。

１６ 有害材料を通路から除去し液状の有害材料
を当該気密室内に導入するため密閉可能な通路と
当該気密の間を連通する導管手段を含み、前記導
管手段が通路から当該気密室内への液状有害材料
の流れを制御し且つ制限する弁手段を含む請求の
範囲第１５項に記載の装置。

１７ 有害材料を前記通路を介して気密室内に移
動させるため前記通路内に配設されたスクリユ
ー・コンベヤー手段を有する請求の範囲第１５項
に記載の装置。

発明の経緯 本発明は一般にポリクロロビフエニル（PCB）
といつた有害（hazardous）材料の分解装置に関
するもので、更に詳細にはシールド・アーク炉の
DC電弧を使用してPCBと他のこうした有害な材
料の熱分解を行なう装置に関するものである。

先行技術の説明 ポリクロロビフエニル材料（PCB）は大部分
その火炎阻止特性、高温安定性、生退化に対する
不活性及び優れた誘導特性のために過去、変圧器
及びコンデンサーといつた電気機器に広範囲に使
用されていた。この材料の同じ特性のために採鉱
機器、油圧システム及び電熱システムでの他の使
用も促進された。

1960年代にはPCBが著しく有害であることが
発見され、PCBの環境の汚染の衝撃が本格的に
問題とされた。PCBはネズミを使つて発癌性の
あることが判明し、極めて安定であることから
PCBの製造、処理及び販売についての厳しい法
的規制が行なわれている。現存するPCB及び
PCB含有材料の格納と廃棄も環境保護局といつ
た政府機関が実施する規制と同様規制の対象にな
つている。PCBを誘電流体及び熱伝達媒体とし
て有用にするその優れた化学的安定性のため
PCBは破壊が極めて困難となつている。

PCBの廃棄処分として以前４種類の基本的な
技術即ち埋めたて；化学的破壊；生物学的破壊及
び焼却／熱分解が開発された。

PCBの分解に使用される最も単純で低コスト
の技術は埋めたてによる技術である。然し乍ら、
現時点ではPCBの受入れと廃棄処分のため環境
保護局及び他の政府機関から所定の認可を得てい
る埋めたて場は比較的少数しかない。国民の関心
が高まり、規制体制が現存する現時点においては
PCBの廃棄処分のため新たに多数の埋めたて現
場が認可される見込みはない。その上、現在の政
府の規制によれば埋めたて現場ではPCBに汚染
された固体材料の廃棄処分のみが許可され（液体
のPCBは焼却処分しなければならない）そのた
め液体のPCBは全て事前に排出させ、洗浄し貯
蔵することが必要である。そのため埋めたて現場
を利用してPCBを廃棄処分することはPCBの廃
棄問題に対する発展性のある最終的な解決方法と
ならないことは明らかである。

実験室段階では少量のPCBの分解にあたり各
種の化学的処理方法が成功裡に使用されたと報告
されている。こうした技術の一つはPCBをアル
カリ性２−プロパノール溶液で処理し、引続きそ
の得られた材料を所定の期間紫外線にさらす方法
である。こうした化学的処理の他の技術はPCB
の芳香族環系から電子を段階的に除去し、引続き
加水分解、ソルボリシス（solvolysis）、酸化結
合及びアセトニトリル内の高アノード電位差を利
用する二量化を行なう。

前述した化学的処理方法は他の化学的処理方法
と同様のPCBの分解で或る程度の成功を納めて
いるが、これらの技術は極めて少量のPCBに関
連して採用されているに過ぎない。これらの化学
的処理方法は大量のPCBの分解に関連して採用
するにはやつかいである上、著しく高価となる。
その上、一部の化学的処理方法では有害な副産物
が発生し、その発生に対し更に特別の処理や分解
が必要となる。

PCBは一般に生物学的又は酵素の攻撃に対し
て著しく抵抗があると考えられているが、最近の
研究の結果一部のPCBはバクテリアや地中菌の
一部の種により劣化することが判明している。こ
うした１つの技術にはPCBを酸化によつてクロ
ロ安息香酸に劣化させるためアクロマザクター
（二種）擬似単細胞生物sp、アシネトロバクテル
（acinetrobacter）sp種y42＋33、及びアシネトバ
クテルsp種P6の使用が含まれる。米国特許
3779866号に説明された他の技術ではPCBを全体
的に破壊するためクラツドスポリウム・クラツド
スポリサイド（cladosporium cladosporicides）、
キヤンデイデリポライテイス
（candidelipolytice）、ノカルジア・グロベローラ
（nocardia globerola）、ノカルジア・ルブラ
（nocardia rubra）及び／又はサツカロミセス属
ビール酵母（saccharomyces cerevisiae）種が
採用してある。

又、前述した及び他の生成学的技術は限定され
た量におけるPCBの破壊に或る程度の成功を納
めているが、これらの生物学的技術は妥当なコス
トで環境的に健全な様式で大量のPCBを廃棄処
分する解決方法は与えていない。

PCBの焼却に関連してPCBは高い熱的安定性
を有し、一般に全体の破壊には1600℃程度の燃焼
温度を要することが知られている。慣用的な燃焼
技術の異なる態様を利用してPCBの焼却を行な
う方法若しくはシステムの開発が先行技術で多数
試みられて来ているが、先行技術の方法と処理は
主として所要の1600℃という温度を維持すること
が著しく困難であるため成功していない。所定の
温度を維持することが出来ないため、一般に
PCBの破壊が不完全となり、ヘキサクロロベン
ゼン又はポリ塩素化ジベンゾフランといつた更に
有害な副成物を発生させることになる。その上先
行技術のの焼却／熱分解方法は主としてこうした
方法が固体についての使用が困難であることから
液体のPCBの分解に使用されていた。更に、先
行技術の方法は収集して各種の不純物を除去する
ため洗浄しなければならない大量の気体を発生さ
せていた。

本発明は先行技術の多数の分解方法に関する各
種の問題を克服するため開発された。更に詳細に
は本発明は温度を1600℃以上に相当高く維持し、
結合を破壊する紫外線と他のふく射を提供する高
電流のDC電弧を含む全体的に密閉されたシステ
ムを利用するPCB及び他の有害な材料を破壊す
る装置から成つている。DC電弧を使用すること
によつて元のPCBは比較的有害でない気体性成
分に分解され、排気ガス中に危険な中間薬品が残
らないことが確実にされる。本発明のシステムは
固体と液体の両方のPCBを効果的に分解するこ
とが出来、密閉されたシステム内に酸素若しくは
他の大気性気体が存在しないことから排気ガス用
の大規模浄化機器の必要性が効果的に消減され
る。

発明の要約 簡単に述べると、本発明は直流電流（DC）電
弧を利用して有害な材料を分解する装置に関する
ものである。気密性室は有害な材料を受入れるよ
うになつており、当該室には溶融たまりを入れる
溜めが含まれている。有害な材料を室と溶融たま
り内に導入し、当該有害な材料を溶融たまり内の
生成物と当該室内に残置している気体性生成物に
初期分解するため入口手段が設けてある。室内に
DC電弧を維持する電極手段が設けてあり当該電
弧の電流レベルは有害な材料の分解を促進するの
に充分な値になつている。気体を室から除去する
ため電弧に近接した位置で室内に排気手段が設け
てある。室内に流入された気体は排気手段を介し
て除去される前に分解を受けるよう電弧の近くを
通過する。

【図面の簡単な説明】

前掲の要約と本発明の好適実施態様及び多数の
代替的な実施態様に関する以下の詳細な説明につ
いては添附図面を参照して読むことにより更に良
く理解されよう。

第１図は、本発明による有害な材料の分解に使
用される装置の好適実施態様を部分的に断面で示
した模式的立面図。

第２図は、第１図の装置の代替実施態様を部分
的に断面で示した模式的立面図。

第３図は、第２図の装置の一部分を改変した状
態を示す模式的部分断面図。

第４図は、第２図の装置の異なる改変例を示す
模式的部分断面図。

第５図は、第１図又は第２図の装置に関連して
採用された圧力逃しシステムの模式図。

好適実施態様と代替的実施態様の説明 第１図を参照すると、当該図にはポリクロロビ
フエニル（PCB）、PCB汚染液体と固体等といつ
た液体、固定若しくは気体性有害材料又はそれら
の組合せをD.C.電弧を採用した熱分解により無害
の気体に分解する全体的に１０で示された装置即
ち熱分解炉の模式図が示されている。PCB及び
PCB汚染液体と固体が最初に（溶融たまり内に
おける如き）高温にさらされて気体性生成物への
初期分解を促進する２段階の処理に当該PCB及
びPCB汚染液体と固体をさらし、次に当該気体
性生成物を高電流、高温度のD.C.電弧にさらすこ
とにより発生する気体性生成物がCO，CO₂、
H₂、CH₄、HClを含むことが判明した。

熱分解炉１０は本実施態様においては鋼又は導
電性の他の同様の材料で作制される外側閉止殻体
１４及び任意の適当な導電性炉ライニング材料例
えば黒鉛等で作制された内側耐火ライニング１６
を有する全体的に円筒形のハウジング１２を含
む。熱分解炉１０内で行なわれる分解処理では温
度が高く、圧力が高いため外側閉止殻体１４と内
側耐火ライニング１６の双方若しくは一方は大気
圧の５倍の内部圧力に耐えることが出来なければ
ならず、例えば（水の如き）冷却流体を外側閉止
殻体１４と内側耐火ライニング１６の双方若しく
は一方の内部若しくはそれに隣接して埋設出来る
（図示せざる）流体通路を介して循環させること
によるといつた任意の慣用的な方法で冷却するこ
とが出来る。

熱分解炉１０内で分解すべききPCB及び他の
材料の有害な性状のため熱分解炉１０は分解が行
なわれる完全な気密室１８を維持するよう注意深
く作製することが重要である。気密室１８を気密
状態に維持するため必要な個所には（図示せざ
る）適当なシールが採用される。この様にして未
反応又は部分的に分解した有害な気体の大気内へ
の漏洩を回避することが出来る。その他、気密室
においては熱分解炉１０内での酸素の存在を避け
て還元雰囲気を生ぜしめ熱分解炉１０に使用され
る（酸素の存在で燃焼により迅速に劣化する黒鉛
の如き）慣用的でないライニング材料の使用が可
能となる。

熱分解炉１０の下方部分は気密室１８内の環状
溜め（Sump）２０を形成している。環状溜め２
０は溶融状態において良好な導電体をなす金属、
塩又は他の任意の適当な材料から成る溶融たまり
（molten bath）２２を内部に維持している。溶
融たまり２２は熱分解炉１０内に導入される
PCB及び他の有害な材料を溶融たまり２２の上
方の気密室１８内へ遊離される気体性生成物への
初期分解若しくは揮発を促進するよう作用する。
その他、溶融たまり２２は熱分解炉内に導入され
て溶融たまり内にとどまる他の有機材料又は無機
材料を溶融若しくは分解する作用がある。こうし
た有機又は無機材料は例えばPCBを含ませるた
め採用された金属、プラスチツク又は繊維素包装
材料を含むことが出来る。こうした容器材料は
PCBとの事前接触が原因で有害とも考えられる
ので当該材料を破壊することが必要であると考え
られる。

以後更に詳細に説明する如く、溶融たまり２２
の温度は分解されている特定の有害な材料の揮発
温度に相当するレベルに維持される。例えば、
PCBが分解されている際溶融たまりの温度レベ
ルは1500℃の値になつており、この値は先行技術
におけるPCBの完全な分解温度以下であるが、
本発明のシステムでは分解処理を著しく助ける電
弧が使用されているので更に低い温度が可能であ
る。

熱分解炉１０には有害な材料をハウジング１２
の外側から気密室１８内に充分若しくは導入する
全体的に２４で表わされた入口手段が含まれてい
る。入口手段２４はハウジング１２の周縁部の周
わりの各種の位置に位置付けられた複数個の個ゝ
の充填ポートを含む。充填ポートをハウジング１
２の周縁部の周わりに位置付けることによつて
PCB又は他の有害な材料は溶融たまり２２の異
なる域内に（多分、連続的に）浸漬することが出
来、かくして単一の充填ポートのみが採用してあ
る場合に起こる溶融たまり２２の過剰な局部冷却
を阻止することが出来る。充填ポートは全体的に
気密システムを維持し乍らPCB又は他の有害な
材料を気密室１８内に導入出来なければならな
い。この様にして熱分解炉１０はバツチ処理（１
回に有害な材料を１回充填する）又は連続処理
（有害な材料を連続的に追加する）の能力を有し
ている。

本実施態様においては２つの異なる形式の充填
ポート２６及び２８が図示してあり、これについ
ては後で幾分詳細に説明する。熱分解炉１０は充
填ポート２６及び２８の各形式を１個以上含ませ
ることが出来、又は充填ポート又は複数個のポー
トの１つの形式を含むことが出来る。充填ポート
２６及び２８は各ゝ２段階のエア・ロツク装置を
含むが、充填ポートの形式の２つの例を有害な材
料を気密室１８内に導入する目的で採用可能であ
る。従つて、本発明は開示された充填ポートの特
定の形式又はその組合せに制限されず、任意の有
毒又は他の有害な気体の漏出を阻止するよう気密
室１８を気密状態に効果的に維持する一方、有害
な材料の熱分解炉１０内への導入を可能にする入
口手段の他の適当な形式又はその組合せを採用可
能であることを理解すべきである。

充填ポート２６は例えば２９で表わされたコン
デンサーを熱分解炉１０内に導入するのに特に適
している。図示の形式のコンデンサー２９は
（時ゝ加圧状態下で）液体PCBを誘電要素として
封入するセラミツク、繊維素プラスチツク金属と
他の全体的にシールされた金属外側容器を含む。
容器内にあるPCBと容器自体に含まれるPCBは
有害な材料として処分されなければならない。充
填ポート２６は第１端部即ち外部端部に入口ポー
ト３２を有し、第２端部即ち内側端部に出口ポー
ト３４を有する密閉された（気密の）全体的に管
状の通路３０を含む。シールされた通路３０は更
に入口ポート３２に隣接する第１外側室３８と出
口ポート３４に隣接する第２内側室４０に分割す
るため入口ポート３２と出口ポート３４のほぼ中
間に位置付けられた閉鎖可能な仕切り手段３６を
含む。各入口ポート３２と出口ポート３４及び仕
切り手段３６は相互に独立して開閉し且つ閉じた
際密閉シールを提供するようになつているので充
填ポート２６は気密室１８の気密状態を維持し続
けている間に熱分解炉１０内への材料の連続的充
填即ち導入を行なうことが出来る。

入口手段２６の作動にあたつて入口ポート３２
と出口ポート３４及び仕切り手段３６は最初は図
示の如く閉じてある。次に、入口ポート３２が開
かれ、コンデンサー２９又は分解若しくは破壊す
べき他の固体若しくは液体の有害な材料が図示の
如く第１外側室３８内に入れられ、又は導入され
る。次に、入口ポート３２が閉じられ、第１外側
室３８が（任意の公知の適当な装置を採用して）
排気されて気密室１８内への酸素の導入を防止す
る。しかる後、仕切り手段３６が開かれコンデン
サー２９が第１外側室３８から第２内側室４０へ
通過する。第１図に示された実施態様においては
管状の通路３０はコンデンサー２９が第１外側室
３８から仕切り手段３６を通つて第２内側室４０
へ簡単に摺動若しくは下方へ転動するよう僅かに
下方に傾斜している。代替的に（図示せざる）押
し棒又は（図示せざる）押し棒又は（図示せざ
る）コンベアー・ベルトの如き任意の他の適当な
装置を採用してコンデンサー２９を第１外側室３
８から第２内側室４０へ移動させることが出来
る。

コンデンサー２９を第２内側室４０内に一旦位
置付けると再び仕切り手段３６が閉じられ、第１
外側室３８が排気されて再び入口ポート３２が開
かれる際の有害な気体の（大気への）漏出を阻止
する。次に、出口ポート３４が開かれ、コンデン
サー２９は第２内側室４０から下方へ傾斜する通
路３０に沿つて溶融たまり２２内へ到る。以前説
明した如く、コンデンサー２９を第２内側室４０
から溶融たまり２２内へ移動させる他の適当な装
置を採用することが出来る。

或る場合にはコンデンサー全体を前述の如く溶
融たまり２２内に直接挿入することが望ましい
が、他の場合にはこれは勤められる方法ではな
い。一部のコンデンサーの寸法や構造及び特に高
圧密封コンデンサーの場合コンデンサー全体を直
接溶融たまり２２内に浸漬するとコンデンサー内
に圧力が発生することになり、究極的には暴発的
即ち制御されない爆発となり、これが熱分解炉に
損傷を生ぜしめる危険がある。この爆発の危険性
を柔らげる目的で第２内側室４０は過剰圧力の形
成を阻止すべくコンデンサー２９の穿刺とつぶし
の双方若しくは一方を行なう第１図に示された適
当な手段４２、例えば多足型「鉄製穴あけ具」を
含むことが出来る。その他、この様にしてコンデ
ンサー２９を穿刺又はつぶすことによりコンデン
サー２９内の液状PCBはコンデンサーの容器か
ら排出出来る。

第２内側室４０の下端部には図示の気密室の内
側と連通する導管手段即ちドレン管４４への開口
部が含まれている。ドレン管４４は液状PCBを
穿刺した又はつぶしたコンデンサー２９から受け
取り、液状PCBを溶融たまり２２内へ流すこと
が出来る。液状PCBは溶融たまり２２内へ流入
する前に（図示せざる）熱分解炉１０からの廃熱
を利用して予備加熱することが出来る。溶融たま
り２２内への液状PCBの流入を制限し且つ制御
する目的でドレン管４４内には任意の適当な公知
の制御弁で提供可能な弁手段４６を設けることが
出来る。その他、PCBと溶融たまりの間の更に
近密な接触を提供し且つ溶融たまりの局部的な冷
却を避けるため液状PCBを加圧し、噴霧化し、
（図示せざる方式で）溶融たまり２２の表面に噴
霧させることが出来る。

以上簡単に説明した如く、充填ポート２６の各
第１外側室３８と第２内側室４０も気密室１８若
しくは大気からいずれか一方の室に流入しうる如
何なる気体をも除去する（図示せざる）適当な排
気システムを含む。第１外側室３８と第２内側室
４０から排気された気体は存在するかも知れない
如何なる有害な気体も処理すべく（図示せざる）
任意の適当な手段によつて気密室１８へ再循還さ
れることが好ましい。こうした排気システムは任
意の適当な公知の形式にすることが出来るので本
発明の完全な理解に対し詳細に説明する必要はな
い。

充填ポート２８は入口ポート５０、出口ポート
５２を有する全体的に管状の密閉（気密）通路４
８及び当該通路４８を第１外側室５６と第２内側
室５８に分割する仕切り手段５４を含むので充填
ポート２６と類似している。第１外側室５６と第
２内側室５８の両方は充填ポート２６に関連して
説明した目的のため（図示せざる）排気システム
を含む。然し乍ら、充填ポート２６とは異なり、
充填ポート２８の第２内側室５８は慣用的なモー
ター駆動型スクリユー・コンベアー即ちオーガー
６０を含む。スクリユー・コンベアー６０は第２
内側室５８内に受入れられたPCBとPCB容器を
出口ポート５２へ移送し、前述した理由のためそ
のコンデンサー又は容器を穿刺若しくはつぶす、 入口手段２８の第２内側室５８は液状PCBを
第２内側室５８内の（図示せざる）穿刺されたコ
ンデンサーから溶融たまり２２へ移送する導管手
段即ちドレン管６２も含んでいる。然し乍ら、前
述したドレン管４４の配列とは異なつてドレン管
６２は溶融たまり２２の表面の下側の当該溶融た
まり内に直接開口している。溶融たまり内への液
状PCBの流量を制御すると共に液状PCBを『泡
立たせ』て直接溶融たまり２２内に入れる充分な
圧力を提供するため適当なポンプ６４が採用して
ある。

以前説明した如く、高温度の溶融たまり２２内
にPCBを浸漬させるとPCBは溶融たまり２２の
上方にある気密室１８にとどまる気体に分解され
ることになる。この気体が溶融たまり２２の高温
の上面に接触するようになると化学的結合が更に
破壊される。溶融たまり２２内に浸漬される（即
ち弁手段４６とポンプ６４を使用することによ
り）PCBの量を制御することにより引続き気密
室１８内に解放される気体の量、従つて気密室１
８内の気体の圧力を制御することが出来る。ハウ
ジング１２は大気への気体の制御されない漏洩が
ない状態で気密室１８内の大気の５倍に相当する
気体圧力に充分耐え得る程強固にすべきである。

熱分解炉１０には気密室１８に直流（DC）の
電弧を維持する全体的に６６で表わされた電極手
段も含まれている。電極手段６６は炉の蓋７０に
移動自在に設置された長い管状電極６８を含む。
管状電極６８はアーク・チツプ８２から溶融たま
り２２迄延びる（全体的に７２で示す如き）所望
の電弧を形成して維持する目的で溶融たまり２２
に対し相対的に垂直に移動される。管状電極６８
の垂直運動のため任意の適当な装置を採用するこ
とが出来る。例えば当該電極にラツク７４を固定
することが出来、電極のラツク７４をいずれか一
方の垂直方向に移動させるため当該ラツクに係合
する適当な対のモーター駆動型ピニオン７６を採
用することが出来る。

熱分解炉１０は気密室１８から気体を除去する
ため全体的に７８で示された排気手段が含まれて
いる。本実施態様においては排気手段７８の炉の
蓋７０を通つて大気に延在する適当な排気導管８
０と連通する管状電極６８の中空内部を含む。然
し乍ら気密室１８から気体を除去するためには
（管状電極６８の中空内側以外の）任意の他の適
当な排気手段を採用可能であることを理解すべで
きある。排気手段７８に対する唯一の要件はその
入口を管状電極６８のアーク・チツプ８２に隣接
して位置付け、そのため気密室１８内の気体全て
が熱分解炉１０から排出される前に電弧７２附近
を通過するか又は電弧７２を貫通しなければなら
ない点である。

熱分解炉１０から除去された排気ガスは試験と
分析のため（図示せざる）適当な容器内で受け取
られ貯蔵可能である。分析された気体が現在の規
制又は基準に適合する程正常であることが判明し
た場合には当該気体は直接大気中に排出出来る。
分析された気体が品質上認可されないことが判明
した場合には当該気体は更に（図示せざる）バブ
ル・タンク又は（図示せざる）スクラバーの如き
適当な装置によつて処理されることになる。（図
示せざる）流出ガス・アフターバーナーも採用可
能である。熱分解炉からの排気ガスが依然有毒又
は他の有害な材料を含んでいる場合には当該気体
は（図示せざる）任意の適当な装置によつて気密
室１８内に再循還されて戻され電弧に対し相対的
に処理を受けさせる。熱分解炉からの排気ガスの
温度を下げ、更に回収された熱エネルギーを取り
戻し又は再循還させるため（図示せざる）適当な
熱交換装置を設けることが出来る。

管状電極６８のアーク・チツプ８２と溶融たま
り２２の間で気密室１８内に実質的に連続した
DC電弧を提供するため熱分解炉の外側閉止殻体
１４は（図示せざる）地面に接続され、当該電極
は（図示せざる）適当な低電圧、ソリツド・ステ
ートDC電源に接続されている。DC電源は管状電
極６８が外側閉止殻体１４に対し相対的に負とな
るような極性にされることが好ましい。導電性の
内側耐火ライニング１６と導電性の溶融たまり２
２も第１電位差に維持される。従つて、管状電極
６８の負の端子を構成し、溶融たまり２２はDC
負荷回路の正の端子を構成する。図示の如く、回
路が励起される際電弧７２が存在する所定の距離
の電弧間隙を２つの端子の間に提供するため当該
２つの端子（管状電極６８と溶融たまり２２）が
動作時に隔置される。処理されている有害な材料
の所望の分解を行なうため要求される実質的に一
定の所定の電弧レベルを維持するよう（図示せざ
る）電流調整器を設けることが出来る。電弧電圧
を比較のため及び電弧長さの制御のため所定の基
準電圧と比較する（図示せざる）電弧電圧検出機
器も採用可能である。電弧電圧の急激な上昇に起
因する電弧の消滅、吸熱化学反応若しくはPCB
分解中に発生する移動ガス圧力に起因する電弧の
急激な冷却を防止するため（図示せざる）DCチ
ヨーク・コイルもDC電弧電流路と直列に接続す
ることが出来る。

電弧７２は溜め内の材料を最初に溶融させ、し
かる後当該該材料を溶融状態に維持する１次熱を
提供する。電弧７２は又、PCBの結合を破壊す
ることを助ける例えば紫外線ふく射といつたふく
射源としても作用する。その他、（10000℃以上
の）極めて高い電弧温度のため電弧を通つて又は
電弧附近を通つて排気手段７８に向かう気体及び
依然分解されていない材料は前述した全体的に無
害の気体性成分に完全に分解されることが保証さ
れる。

更に、気密室１８から気体が完全な分解を目的
に電弧に対し最大に露呈されることを確実にする
目的で熱分解炉１０には電弧７２を管状電極６８
のアーク・チツプ８２の表面の周わりの所定の径
路で迅速且つ均一に移動させる全体的に８４で表
わされた手段も含まれている。電弧７２をアー
ク・チツプ８２の周わりで迅速に回転させると熱
が溶融たまり２２に更に均一に分布され、内側耐
火ライニング１６を保護する傾向のある気密室１
８内の処理も行なう。回転する電弧は又、電弧が
溶融たまり２２を打撃する箇所で溶融たまり材料
に圧力を加え、この圧力は電弧の高温度と相俟つ
て当該材料を沸謄させ溶融たまり材料内に鋸歯状
部を形成させる。アーク・チツプ８２の周わりの
電弧の回転は早いので当該鋸歯状部は再充填され
ず、高温度の沸謄する材料は当該鋸歯状部の近く
で吹き出される。電弧の近くを通る気体は分解を
助ける目的で当該熱及び過熱されたたまり材料と
接触する。

本実施態様においては電弧を管状電極６８のア
ーク・チツプ８２の表面の周わりに移動させる手
段はアーク・チツプ８２の下側でハウジング１２
内に位置付けられた環状電磁石コイル８６の形態
になつた磁気手段を含む。電磁石コイル８６は全
体的に電弧７２に対し直角に延びる（図示せざ
る）磁束を有する磁場を発生させるため（図示せ
ざる）適当なDC電圧源に接続されている。この
様にして電弧７２をアーク・チツプ８２の表面の
周わりに移動させるため公知の磁気流体力学の諸
原理が採用される。アーク・チツプ８２の周わり
の電弧の移動割合は電磁石コイル８６の位置と電
磁石コイル８６により発生する磁場の強さと向き
を制御することにより制御される。当該磁場は溶
融たまり材料と分解中の有害な材料の更に完全な
混合を行なうため溶融たまり２２の撹拌も行な
う。この様にして溶融たまり２２の上面は新たに
導入された有害な材料を受入れてそれと反応する
状態に維持される。

有害な材料と当該材料と組合つている各種の無
機（金属性）容器が熱分解炉１０に加えられる際
溶融たまり２２のレベルは上昇する傾向がある。
気密室の寸法、電弧の長さ及びこうしたた他の因
子に適応する所定の深さに溶融たまり２２を維持
する目的から有害な材料の分解を更に続行してい
る間に溶融たまり２２から当該材料の一部を除去
する手段を提供する必要がある。本発明の実施態
様においては溶融たまりを所望の深さに維持する
手段は炉のハウジング１２の中心の下方に位置付
けられた全体的に円筒状の容器８８を含む。溶融
たまりの所定の深さを達成するため環状せき９０
が設けてある。溶融たまりの深さが環状せき９０
の高さを越えるといつでも溶融材料が環状せき９
０を越えて流れ、導管手段又はドレン管９２を通
つて円筒状の容器８８内へ流入する。導管手段９
２と円筒状の容器８８には気密室１８を気密状態
に維持する目的で（図示せざる）適当な密封手段
が備えてある。

円筒状の容器８８は炉のハウジング１２に除去
自在に取り付けてある。この様にして環状せき９
０を越えて溶融たまり２２から流れる材料は円筒
状の容器が充填される迄円筒状の容器８８内に集
められる。次に、円筒状容器は炉のハウジング１
２かから除去することが出来その内部に集められ
たた材料は慣用的な様式で適当に空にされ廃棄処
分の双方若しくは一方が行なわれる。空にするた
め円筒状の容器８８が除去される期間中に気密室
１８が気密状態にとどまることを確実にする目的
で適当な密封手段９４が提供され、導管手段９２
を閉鎖する。円筒状の容器８８内に蓄積している
任意の気体を除去するため（図示せざる）適当な
排気システムも設けることが出来る。円筒状の容
器８８から除去される気体は気密室１８内へ再循
還して戻される。導管手段９２を最初に密封手段
９４で密閉し、次に円筒状の容器８８内に蓄積し
た気体を取り除くため排気システムを採用するこ
とにより容器８８は熱分解炉１０の連続作動に影
響を与えずに空にする目的で除去可能となる。空
になつた容器が一度置換されると密封手段９４が
再び開かれ、溶融材料が再び導管手段９２を通つ
て流れ、容器８８内に集められる。

代替的に余分な材料は（９６として想像線で示
された）標準的なタツプ即ちドレンによつて溶融
たまり２２から除去することが出来る。然し乍
ら、こうしたタツプ即ちドレン９６を利用するた
め最初に熱分解炉１０の通常の作動を停止させる
ことが好ましい。タツプ９４を通つて除去される
材料は任意の慣用的な様式で適当に廃棄処分する
ことが出来る。前述した実施態様の改変例として
気密室１８からの気体は導管手段９２を介して円
筒状の容器８８内へ廃棄され（８１に想像線で示
されている）別の廃気導管から排気される。この
様にして気体は更に処理を受けるため容器８８内
の材料と反応出来る。

ここで第２図を参照すると、当該図には実質的
に第１図の熱分解炉１０と同じ有害な材料を分解
する装置即ち炉１１０が示されている。第２図の
説明に関連して同じ番号は同じ構成要素のためそ
れに100を加えて使用される。第２図を参照する
と、炉１１０は気密で全体的に円筒状の室１１８
を定める全体的に円筒状のハウジング１１２を含
む。室１１８内には金属、塩又は任意の他の適当
な導電性材料の溶融たまり１２２が備えてある。
全体的に管状の電極１６８は炉のカバー１７０に
同様に移動自在に取り付けてある。第１図に示し
た炉の場合と同様、管状の電極１６８の中心は排
気手段１７８を含み、当該排気手段は更に気体を
室１１８から炉１１０の外側へ除去可能とする排
気手段１８０を含んでいる。炉１１０は更に第１
図に関連して図解し且つ説明したのと同じ様式で
有害な材料を室１１８内に導入する（第２図に図
示せざる）適当な入口手段を含む。

第１図の熱分解炉１０と第２図の炉１１０の主
たる相違点は余分な材料が溶融たまりから除去さ
れる様式にある。第２図に示す如く、全体的に円
筒状の容器１８８は炉のハウジング１１２の片側
に隣接して設けてある。炉のハウジング１１２の
隣接する側壁は溶融たまり１２２内の材料の深さ
のレベルを達成するためせき１９０を形成する開
口部を含む。せき１９０のレベルを越えて上昇す
る材料は全て導管手段１９２を通つて容器１８８
内へ流入する。容器１８８は導管手段１９２から
除去することが出来、容器１８８と導管手段１９
２には室１１８の気密一体性を守る（図示せざ
る）適当な密封手段が備えてある。容器１８８が
除去されて空にされる際導管手段１９２を閉じて
密封する適当な密封手段１９４が備えてある。容
器１８８を空にする前、容器内に蓄積する気体を
全て排気させるため適当なポンプ２００とその対
応する逆止弁２０２から成る適当な排気システム
１９８が備えてある。図示の如く、容器１８８か
ら除去された気体は更に処理を受けるため室１１
８内に再循環されて戻される。

第１図の熱分解炉１０と第２図の炉１１０の間
に別の相違点は管状電極１６８のアーク・チツプ
１８２の周わりでの電弧１７２の回転を生ぜしめ
るため採用してある環状電磁石コイル１８６の位
置にある。図示の如く電磁石コイル１６６は電極
１６８の下方のハウジング１１２の外側に位置付
けてある。外部の電磁石コイル１８６によつて発
生された磁場とハウジング１１２が干渉しないこ
とを確実にするためハウジングの下方部分は図示
の如く非磁性材料で作成されている。第１図の実
施態様の場合と同様、磁場から出る磁束線は電弧
１７２に対して直角であり、かくして電弧をアー
ク・チツプ１８２の表面の周わりに回転させる。

第３図は、第２図の炉を僅かに改変させたもの
であり、ここでは同じ番号が第２図に表われたも
のと同じ様式で使用されるが、その番号に（′）
が追加してある。第３図において、材料を溶融た
まり１２２′から除去する導管手段１９２′は溶融
たまりの表面の下方に位置付けられている。導管
手段１９２′は更に室１１８′内に含まれている気
体が容器１８８′に流入するのを効果的に阻止す
る標準的な鉛管工用Ｐ−トラツプ手段１０４′、
炉の作動を何ら中断させずに容器１８８′を空に
することを容易にするため密封手段１９４′も設
けてある。

第４図は、電弧４７２をアーク電極チツプ４８
２の周わりに移動させる異なつた手段が採用して
ある第２図の炉の異なる改変例を示す。第４図を
参照すると、同じ番号が第１図と同じ様に使用さ
れているが、当該番号には400が追加してある。
第４図においては、第２図の実施態様に関連して
行なわれた如く電磁石コイルを採用する代わりに
全体的に円筒状の第１の鉄部材４０６がアーク電
極チツプ４８２に隣り合う管状電極４６８の中空
内部に位置付けてある。同様にして管状の鉄部材
４０７がアーク電極チツプ４８２に隣り合う管状
電極４６８を包囲する。鉄部材４０６と４０７の
両方は（図示せざる〕水の如き伝熱流体を使用す
る（図示せざる）適当な公知の冷却システムを採
用して冷却することが出来る。鉄部材４０６と４
０７は全体的に電弧４７２に対して直角に延びる
（図示せざる）磁力線を有する磁場を発生するた
めアーク電流と相互作用する。この様にして電弧
は第１図の装置に関連して詳細に説明したのと同
じ様式でアーク電極チツプ４８２の表面の周わり
を回転する。

ここで第５図を参照すると、当該図には第１図
にて示した形式の熱分解炉１０又は前述した代替
炉の諸実施態様のいずれかに関連して採用出来る
全体的に５００で表わされた圧力逃しシステムが
模式的に表わしてある。圧力逃しシステムは熱分
解炉１０に近接して位置付けられた密閉（気密）
容器又はサージ・タンク５０２を含む。熱分解炉
１０と密閉された容器５０２の間には適当な第１
導管手段５０４が延在し、その両方の内部の間の
連通状態を提供する。必要があれば熱分解炉１０
内の圧力を解放することを制御し且つ解放するた
め第１導管手段５０４内に圧力逃し弁５０６が位
置付けられる。前述した如く、熱分解炉１０は当
該炉から何んら気体を漏洩させずに大気圧の５倍
の内部気圧に耐え得るよう作成すべきである。圧
力逃し弁５０６は大気圧の５倍のレベルを僅かに
下回わる予め設定された圧力点で炉の圧力を解放
するよう設計すべきである。

圧力逃し弁５０６の予め設定された圧力点が超
過すると熱分解炉１０からの余分な気体が容器５
０２内に流入し、かくして炉内の圧力を低くす
る。炉内圧力が許容レベル迄減少した際更に処理
を行なうため密閉容器５０２から気体を熱分解炉
１０へ戻すため第２導管手段５０８と適当なポン
プ５１０が備えてある。

前掲の説明と添附図面から本発明は制御上効率
的で比較的簡単な上、作動上極めて効果的な
PCBと他の有害な材料の分解を行なう装置を提
供していることが理解出来る。本発明の広範な発
明の概念から逸脱することなく前掲の諸実施態様
に対し変更若しくは改変をなし得ることは当技術
の熟知者によつて認められよう。従つて、本発明
は前述した特定の実施態様に限定されず以下の請
求の範囲に述べた本発明の範囲と技術思想内に含
まれる全ての変更と改変を対象とするものである
ことが理解されよう。