JPH06126159A - 材料処理方法および装置 - Google Patents

材料処理方法および装置

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JPH06126159A
JPH06126159A JP5155456A JP15545693A JPH06126159A JP H06126159 A JPH06126159 A JP H06126159A JP 5155456 A JP5155456 A JP 5155456A JP 15545693 A JP15545693 A JP 15545693A JP H06126159 A JPH06126159 A JP H06126159A
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JP
Japan
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arc
electrode
electrodes
curtain
space
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Application number
JP5155456A
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English (en)
Inventor
Graeme J Ogilvie
グレーム・ジョン・オーグルビ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carter and Ogilvie Research Pty Ltd
Original Assignee
Carter and Ogilvie Research Pty Ltd
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Publication date
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Publication of JPH06126159A publication Critical patent/JPH06126159A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/087Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy
    • B01J19/088Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy giving rise to electric discharges
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/48Generating plasma using an arc
    • H05H1/484Arrangements to provide plasma curtains or plasma showers

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】実質的に連続的なプラズマ・カーテンを生成し
て処理される材料を該カーテンを通過するように指向さ
せることを含む廃棄物処理方法を提供する。 【構成】電気アーク6が環状空間5により分割される2
つの電極1、2間に生成され、実質的に妨げられないプ
ラズマ・カーテンが前記空間に跨って空間の全周に延在
するように、アーク柱が前記環状空間5の軸心周囲に回
転させられる。前記アーク柱の回転方向は、該アーク柱
が2つの電極間に延長する方向を略々横切り、処理され
る材料は、前記回転方向と前記アーク柱の長手方向との
両方向を横切る方向に前記カーテンを通過するように送
られる。電極の1つは円筒管形状であり、この場合処理
される材料は前記電極の軸方向内孔を通り前記アーク領
域へ送られる。他の電極は、プラズマ・カーテンを通過
する如き方向に材料を指向させるよう働く管状電極の隣
接端部と整合関係にある腔部を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気アークの使用によ
る材料の処理に関する。特に、本発明は、廃棄物の安全
処置を可能にしあるいはこれを助けるための廃棄物処理
に関するが、これには限定されない。その適用例に関連
して本発明を説明する方が好都合なので、以下、特にそ
の使用例に関して記載する。
【0002】
【従来の技術】廃棄物の有効かつ効率のよい処置は非常
に重要な問題である。種々の方法が提起され用いられて
きたが、完全に満足できるものはなかった。廃棄物の処
理に電気アークを使用することは多くの魅力を有する
が、この方法における主たる問題は、アークを通過する
全ての材料が均一に処理されることを保証することの難
しさである。アークの比較的小さな断面サイズが、この
問題における1つの主要因である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、材料
の処理のための改善された方法および装置の提供にあ
る。本発明の更なる目的は、電気アークの使用を含み、
かつアークを通過する材料の実質的に均一な処理が行わ
れる如き方法および装置の提供にある。また、本発明の
目的は、望ましい形態で、廃棄物を処理するためのかか
る方法および装置の提供にある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の一特徴によれ
ば、2個の電極間にアークを生成し、各電極におけるア
ークの結合部がこの各電極の表面を横切って移動するこ
とにより2個の電極間に実質的に妨げられることのない
プラズマ・カーテンを形成するようにアークの移動を生
じ、処理される材料を前記カーテンを通過させるステッ
プを含む材料処理方法が提供される。
【0005】本発明の更に別の特徴によれば、第1およ
び第2の電極と、電気アークを前記電極間に生成させる
よう働く手段と、前記各電極におけるアーク結合部を各
電極の表面を横切って移動させることにより前記電極間
に実質的に連続するプラズマ・カーテンを形成するよう
働くアーク誘導手段と、材料の流れを前記カーテンを通
過するよう指向させるように働く手段とを含む、材料処
理のための装置が提供される。
【0006】環状空間が2個の電極間に存在すること、
およびアークを前記環状空間の軸心周囲に回転させる結
果としてプラズマ・カーテンがこの空間の周囲に形成さ
れることが望ましい。処理される材料は、環状空間の軸
心から遠ざかりあるいは近づく方向にこのカーテンを通
って送ることができるが、軸心から遠ざかる方向が一般
に望ましい。更に、電極の一方が環状空間と実質的に同
軸状となる円筒管の形態を呈すること、および材料が前
記電極の内側からプラズマ・カーテン区間である処理区
間に向けて長手方向に送られることが望ましい。
【0007】本方法の特に望ましい一形態においては、
アークが2個の電極間に延長する方向は、アークがプラ
ズマ・カーテンを生成するため移動される方向を横切
る。材料は、アークが延長する方向とアークが移動され
る方向の両方を横切る方向に前記カーテンを通って移動
させられる。例えば、アークが環状のプラズマ・カーテ
ンを生成するよう円形経路の周囲に移動される場合は、
この経路はアークが2個の電極に対するその結合部間に
延長する方向を横切る。他方、前記カーテンを通って流
れさせられる材料は、アークが延長する方向とアークが
移動される方向の両方向を横切る運動方向を有する。
【0008】環状カーテンとこのカーテンにより囲まれ
る空間とは、材料処理区間を構成する。処理される材料
が1つの経路に沿ってこの区間に向って送られること、
および処理品が第1の経路の方向と実質的に反対方向に
延長する別の経路に沿って処理区間から遠去るように移
動させられることが望ましい。更に、2つの経路が熱伝
導材料の壁部により分割されることが望ましい。
【0009】電極の一方が管状形態である場合は、処理
される材料および前記処理品は管状電極のそれぞれ内側
および外側に沿って反対方向に流れる。望ましくは、処
理される材料は、管状電極の端部あるいはその付近で電
気アークの直接的な影響に曝され、この材料の流れがプ
ラズマ・カーテンに向いこれを通って移動するように前
記端部における方向を変化させる。2つの経路の各々に
沿った流れは、管状電極の軸心方向と実質的に平行であ
る。望ましい構成においては、この流れは管状電極の内
側から外側への方向であり、反対はあり得ない。
【0010】幾つかの利点が本方法の使用から得られ、
これらの利点は本明細書の以降の記述において明らかに
なろう。しかし、処理される材料が管状電極の内側およ
び外側の各表面にに沿って反対方向に流れる故に、本方
法の熱効率が強化されることが特に重要である。
【0011】本方法の一形態では、処理される材料は、
所与の水量を含む流れにおけるアークの領域へ送られ
る。適当な温度(例えば、約650℃以上)の水が、複
雑な有機材料の単純な更に安定な物質への変換のための
有効剤である。このような物質中の炭素は一酸化炭素に
酸化され、水素は放出され、この水素は塩素の如き他の
物質と反応し得る。
【0012】アークが管状電極と、各隣接端部に形成さ
れた円筒状ウエル即ち腔部(空洞)を持ち前記管状電極
と略々同軸状に配置された他の電極との隣接端部間に指
向されることが望ましい。管状電極の外径は、前記腔部
の直径より大きくなく望ましくはこれより小さい。あり
得る1つの構成では、管状電極は、他の電極の腔部内へ
突出し、処理される材料が管状電極の外表面と前記腔部
の包囲する円筒状面との間に形成される空隙に流れる。
【0013】管状電極が他の電極から上方へ延長して、
その長手方向軸心が実質的に垂直に配置されることが更
に望ましい。このような構成形態においては、他の電極
は、その腔部の軸心が同様に配されるように配置される
ことになる。
【0014】上記構成における下方の電極である腔部を
持つ電極もまた管状形態とすることができる。少なくと
も、より小さい直径の管状電極に隣接する端部は管状で
ある。このような構成では、前記腔部の基部が適当な方
法で形成され、またこれは固体あるいは液体のバリアに
より形成することができる。固体バリアを用いて基部を
形成する場合は、この基部にドレーンが設けられ、これ
を介してスラッグ即ち金属残渣が以下に述べるように流
出する。このドレーンを通って流出する材料は、処理さ
れた材料を冷却しかつ装置に対する気体シールとして働
く水の如き所与の液体中へ落下する。
【0015】あり得る別の構成によれば、下部即ち腔部
を形成する電極はこの腔部の軸心周囲で回転し得る。以
下に述べるように、このような構成は、アーク領域を通
って移動する気体流からの重質残渣物の分離を助ける。
【0016】先に述べた如きアークの回転は、色々な方
法で行うことができる。例えば、アークは磁気的手段あ
るいは気体流により、あるいはその組合わせにより回転
するよう付勢することができる。しかし、特に先に述べ
た電極の構成は、アーク領域を通る材料流の移動時に半
径方向成分を自然に与える如きものである。この半径方
向成分は、アークの回転運動を生じるかあるいは少なく
とも助け、ある状況においては、アークを回転運動に付
勢するための唯1つの手段ともなり得る。
【0017】また、2個の電極の形状は、アーク区間を
通る気体流が相互に擾乱されない如きものである。その
結果、アーク区間における材料に対して比較的高い滞留
時間を達成することが可能である。
【0018】本発明の実施態様については、添付図面に
関して本明細書の以降の記述に詳細に記載される。しか
し、図面は、本発明が実施される方法の例示に過ぎず、
従って図示される種々の特徴の特定の形態および配置は
本発明に対する限定と見做すべきではない。
【0019】
【実施例】図1は、本発明の方法を実施するための装置
のあり得る一実施例を略図的に示している。本装置は、
実質的に同軸状関係に配置され軸心が実質的に垂直に延
長する2個の管状電極1および2を含む。電極1の外径
は、電極2の内径より少なくとも大きくなく、望ましく
はこれより小さい。また、図示の如く、2個の電極1お
よび2は、その隣接端部3および4が相互に接近して配
置され、電極1は電極2から上方に延在している。
【0020】適当な材料を用いて電極を形成することが
できるが、これら電極は炭化ケイ素または炭化タンタル
の如き耐熱性の炭化物(カーバイド)から形成されるこ
とが望ましい。
【0021】図1から明らかなように、環状空間5が電
極端部3と4間に設けられている。図2に示されるよう
に、空間5を横切って延長するように電気アーク6を電
極端部3と4間に生成する手段(図示せず)が設けられ
る。前記電気アーク6の両端部は、当技術において周知
のように電極1および2の表面にそれぞれ付着する。ア
ーク6が電極1、2の長手方向軸心周囲に回転するよう
に各電極面を横切って2つのアークの結合部の各々の移
動を誘起する以下に述べる如き更に別の手段が設けられ
る。このような回転運動の結果として、実質的に遮られ
ることのないプラズマ・カーテンが空間5を横切って形
成することができる。
【0022】図示した構成においては、アーク6および
このアークの回転運動により形成されるプラズマ・カー
テンの領域内にある処理区間7(図1)に出入りするよ
う材料の反対方向の移動を生じる手段が提供される。こ
の構成は、処理される材料が管状電極1の一表面にある
第1の経路に沿って移動し、処理生成物が前記電極の別
の表面にある第2の経路に沿って移動する如きようにな
っている。図示された構成においては、第1の経路は電
極1の内側にあり、第2の経路はこの電極の外側に沿っ
て存在する。所要の流れを逆に生じる適当な手段を設け
ることができるが、図示した特定の構成においては、こ
の手段は電極2の端部4に形成された腔部8を含む。腔
部8の基部9は適当な方法で形成することができる。こ
の基部は、電極2と一体でもよくあるいはこれから別個
に形成することもでき、電極2と同じ材料から形成され
ることが望ましい。
【0023】図示された特定の構成においては、前記腔
部8の基部9は、下部電極2の内部に位置されこの電極
の軸方向内孔に沿ってバリアを形成するよう配置された
部材10により形成される。中空の空間11が基部9の
下方に設けられ、排出路12は材料を腔部8から水の如
き液体13中に落下させるように基部9に形成されてい
る。前記空間11および排出路12は、装置のすべての
形態で必要となるわけではない。
【0024】電極1および2は、望ましくは適当な耐熱
性材料から作られあるいはこれにより内張りされたハウ
ジング14の内部に保持され、環状チャンバ15がこの
ハウジング14内部で電極1の端部16周囲に設けられ
ている。ハウジング14を貫通して形成された排出路1
7は、チャンバ15と連通している。他の構成も明らか
に可能である。
【0025】以下本文において供給材料と呼ばれる処理
すべき材料は、適当な方法で装置内へ導入される。図示
した特定の構造においては、供給材料は上部電極1の内
部で略々同軸状に配置された供給管18により導入され
る。この供給材料は、例えば、気体、固体および液体を
含む均質性のものでよい。望ましい実施態様において
は、この供給材料は、先に述べた理由から所与量の水を
含む。
【0026】電極1および2間に当たるアーク6の回転
運動を生じる適当な手段が設けられ、図示した構成にお
いては、この手段はアーク6の領域付近でハウジング1
4の周囲に配置された磁界コア19を含む。
【0027】図1による装置が使用される時、アーク6
が電極端部3および4間に当てられ、供給材料が管18
を介して処理区間7内へ装入される。特に、この材料
は、図1の矢印で示されるように、電極1の内部を腔部
8に向けて軸方向に移動する。腔部8に進入する材料
は、基部9により形成されたバリアに遭遇し、これによ
り図1の矢印で示される如く半径方向外方かつ電極端部
3、4間に形成された環状空間5に向って上方へ偏向さ
れる。先に述べたように、コア19により生じる磁界に
よりアーク6に与えられる迅速な回転運動の故にプラズ
マ・カーテンが空間5を横切ってその周囲に有効に延長
する。このカーテンの連続性は、アーク6の回転速度に
依存し、電極端部3、4の相対的配置の故にカーテンは
略々円錐台形となる。アーク電流およびアーク6の回転
速度が共に充分に高ければ、カーテンは実際に円錐状の
プラズマ・シートになる。
【0028】空間5に進入する材料は、これによりアー
クの直接的な影響下に置かれ、材料流の実質的に均一な
処理が結果として生じる。アーク6に曝されるため、材
料組成は破壊され、あるいは例えば環境的に安全になる
如き変化即ち反応を生じることになる。
【0029】アーク6に対する電力の入力は、電極1、
2とアーク6のアーク柱との間に分けられる。アーク柱
が装置の各部から比較的遠く離れているため、アーク柱
において浪費された比較的高レベルの電力が供給材料へ
送られることになる。アーク電圧が高くなるほど(即
ち、電極間隔を増すことにより)、供給材料に対する入
力電力の移動効率は高くなる。
【0030】アーク6の磁気的に駆動される迅速な移動
の1つの結果は、同じ電流を運ぶが磁界が存在しない静
止するアークと比較して、所与の電流に対してより高い
アーク電圧が要求されることである。別の結果は、電極
の疲労が実質的に低減されることである。
【0031】アーク・カーテンを透過する主として気体
である処理済み材料の製品は、非常に高い温度を持つこ
とになる。その結果、材料が電極1の外側へ排出路17
に向って移動する時、電極1の環状壁部に対する熱の移
動が生じる。これにより、熱はこの壁部を経て管18か
ら出てくるより低温の材料流へ伝達され、これにより本
プロセスの熱的効率を増進する。
【0032】アーク6の領域への流れの反転は、液滴お
よび固体粒子がアーク区間から排出路17へ流れる材料
製品の流出流で運ばれる可能性を最小限に抑える更に別
の利点を有する。液滴および粒子の慣性の故に、これら
は腔部8の基部9に向って落下しようとする。従って、
未処理材料が排出路17に達することが非常に困難であ
る。
【0033】腔部8を流過する材料流から別れるスラッ
ジまたは熔融金属残渣の如き液体が、腔部の基部9に集
まろうとし、それから通路12を経て排出することにな
る。基部9の上面20は、この目的のため適当に形状が
与えられる。スラッジおよび熔融金属は水13中へ落下
し、その結果迅速な冷却を生じる。この水13はまた、
装置からの気体の流失に対するシールを形成するよう働
く。
【0034】先に述べた装置の一変更例では、中実の基
部9を省くことができ、水13が腔部8の下端部を形成
して、その結果これが実際に基部9に代わる。
【0035】本文に記載した構成の一特徴は、材料がア
ーク6が延長する方向とアーク6が移動即ち回転される
方向の両方向を略々横切る方向にプラズマ・カーテンを
通過することである。更に、この2つの上記方向は相互
に横切るものである。
【0036】図2において、アーク6が延長する方向は
矢印21により示され、アーク6の回転方向は矢印22
により示され、プラズマ・カーテンを通過する材料の移
動方向は矢印23により示されている。図3は、これら
3つの方向の相互に横切る構成を略図的に示している。
【0037】図4は、本発明による方法を実施するため
の装置の別の可能な形態を示す。図1の実施例の構成要
素と対応する図4の実施例の構成要素は、一連の番号1
00乃至199に含まれるものを除いて、同じ参照番号
で示される。
【0038】図1および図4の実施例間の著しい相違
は、後者においては電極101の端部116が電極10
2の腔部108内へ充分に延長していることである。ま
た、腔部108の直径は、妥当な断面サイズの環状チャ
ンバ115が電極101の外面と腔部108の周囲面と
の間に形成されるように、電極端部104に向けて拡大
されている。この環状空間115は、図1の空間15が
異なる面間に形成されても、この空間と機能的に等価で
ある。
【0039】図示された望ましい構成においては、ハウ
ジング114は、内張り部124と外壁部125とを含
む。空間126は、以下に述べる理由のため内張り部1
24と壁部125との間に設けることができる。電極1
01の外表面に沿って上方へ流れる供給材料気体流は、
電極102上方の空間107から適当な排出口へ移動す
る。
【0040】流出路128は、以下に述べる理由のため
電極端部104に隣接する腔部105の壁部に形成され
る。これらの通路128は、ハウジングの内張り部12
4の上部と下部間で連続するか連続しない連続スロット
129または他の形態の仕切りと連絡する。
【0041】電極102は、その軸心の周囲で回転する
ように取付けられ、これを前記軸心周囲に回転させるた
め適当な手段が用いられる。回転速度は、要件に従って
選択することができる。
【0042】供給材料は、図1の実施例に関して述べた
如き装置に装入され、あるいは必要に応じて他の構成に
従って装入される。
【0043】図4の実施例が使用される時、アークが電
極端部103と腔部108の隣接面との間に当てられ
る。先に述べた実施例におけるように、アーク柱が磁界
あるいは他の適当な手段により付勢されて、中心が電極
101および102の軸心にある円錐状経路を形成す
る。
【0044】電極101に対する電極102の回転運動
は、液状金属および供給材料流の他の重い成分が腔部1
08の内面に向けて流されここに蓄積する結果となる。
沈殿した材料が腔部105表面に溜まるに伴い、この材
料は深い放物線状の自由面131を持つ沈殿物体130
中に生じようとする。腔部108の内部形状がこのこと
を助け、特に本文に述べた特定の実施例に示した如き腔
部の下部の円錐台形状がそうである。
【0045】沈殿物が腔部108の表面に溜まり続ける
と、流出路128に向けてその表面を越えて流れようと
する。再び、腔部108の下部の形状がこのことを助け
る。これにより、沈殿物は電極102から出てスロット
129へ進入し、ここからハウジング114の内張り部
124と外壁部125間に形成された空間126へ進む
ことになる。
【0046】必要に応じて、空間126に進入する沈殿
物を冷却するようにこの空間ないの水または他の冷却材
の流れを維持する手段132が提供される。
【0047】他の全ての点で、図4の実施例は、図1の
実施例と略々同じ方法で動作する。
【0048】図5により示される実施例は、プラズマ気
体としてアルゴンを用いて実際に成功裏に使用されてい
る。図1の実施例の構成要素と対応する実施例の構成要
素は、数字200乃至299を持つことを除いて同じ参
照番号が付される。
【0049】グラファイトから作られる電極201およ
び202は、水冷される円筒状ハウジング214内に保
持される。導管路233および234は、ハウジング壁
部236の中空の内部235と接続する水入口および水
出口をそれぞれ表わしている。壁部236はオーステナ
イト系ステンレス鋼または他の適当な材料で構成するこ
とができる。ハウジング214の端壁部237、238
は、電気的に不良導体であることが望ましい適当な熱抵
抗材料から作られる。
【0050】軸方向磁界が、適当なコイル219により
環状空間205に生成される。このコイル219は、電
極201、202の一方と直列に接続することができる
が、このような構成は全ての状況において良好ではな
い。
【0051】処理される材料は、電極201の軸方向内
孔239を介して処理区間207へ装入される。材料処
理製品は、気体のサンプリングの目的のため接続された
分岐管路241を持つ排出管路240から取出される。
【0052】以上の記述から、先に述べた如き方法およ
び装置が廃棄物その他の材料の処理において実質的な利
点を提供することが明らかであろう。先に述べた方法の
望ましい実施態様において酸化剤としての水の使用は、
重要事項である。従来のプラズマ・トーチにおいては、
アルゴンの如き不活性気体あるいは水素の如き非酸化気
体を使用することはプラズマ流を形成するためには必須
である。このようなプラズマ・トーチを用いて著しい炭
素成分を持つ廃棄物その他の材料を処理する時、炭素沈
積物が溜まりこれによりトーチの動作に悪影響を生じる
ことを防止するため、空気または酸素を注入することが
しばしば必要である。本発明による装置においては、適
当な電極材料の使用および電極の配置が、炭化ケイ素の
如き炭化物が酸素環境における高温度に耐え得るため、
両方の目的のために水を使用することを可能にする。
【0053】1000℃以上の温度では、水は炭素と反
応する。即ち、 C + H2O −−−→ CO + H2 これは、石炭から燃料ガスを作るため使用される如きガ
ス製造装置において利用される反応である。この反応は
吸熱反応である。化学的に更に複雑な物質の場合は、一
般に1000℃より高い温度の水蒸気に露出すること
で、物質を分解してCO、H2および酸無水物、例えば
HClの如き他の簡単な物質を生じる。
【0054】
【発明の効果】本文に述べた方法および装置の他の利点
は下記の如くである。本システムは、気体、液体、固体
あるいは不均質な装入材を処理することができる点にお
いて許容性が大きい。供給材料流の入口と出口側間には
低温区間が存在せず、防止措置が講じられなくとも、材
料が表面の拡散あるいは境界層機構による破壊を免れる
可能性が最小限に抑えられる。また、アーク領域内の供
給材料の滞留時間が比較的大きいことの利点をも有す
る。即ち、 A.オキシダントとして水を使用することで、炭素の沈
積を有効に阻止する安価で汎用性のある安全な手段を提
供する。
【0055】B.電極の形状が比較的簡単であり、沈積
物の機械的除去のための装置の便利な装備を可能にす
る。
【0056】C.電極の形状は、アーク領域における気
体流に対する抵抗が比較的小さい如きものである。気体
の流速は比較的低く、その結果、アーク領域内の気体の
滞留時間が比較的大きい。
【0057】D.電極に対する炭化物の使用により電極
の使用寿命を延長する。
【0058】E.アークの形状、およびアーク柱に対し
て近い表面の水冷の欠如が、従来のプラズマ・トーチに
比して遥かに高い電力効率をもたらす結果となる。
【0059】F.従来の構成における如き電極に対する
アルゴン・シールドの必要がない。
【0060】G.本装置は、製造が比較的簡単でありか
つ比較的安価である。
【0061】頭書の特許請求の範囲により規定される如
き本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、先に
記載した部分の構成および配置に対して種々の変更、修
正または追加が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による装置の一実施例を示す概略断面図
である。
【図2】図1に示した装置の一部の斜視図である。
【図3】アークが延長し移動される方向、および材料が
アークにより形成されるプラズマ・カーテンを通って送
られる方向を示す概略図である。
【図4】本発明の別の実施例を示す図1と類似の図であ
る。
【図5】本発明の更に別の実施例を示す図である。
【符号の説明】
1 管状電極 2 管状電極 3 電極端部 4 電極端部 5 空間 6 電気アーク 7 処理区間 8 腔部 9 基部 10 部材 11 空間 12 排出路 13 液体 14 ハウジング 15 環状チャンバ 17 排出路 18 供給管 19 磁界コア

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2つの電極間にアークを生成し、前記各
    電極におけるアークの結合部が各電極の表面を横切って
    移動することにより前記2つの電極間に実質的に遮られ
    ることのないプラズマ・カーテンを形成するように前記
    アークの移動を生じさせ、処理される材料を前記カーテ
    ンを通過させるステップを含む材料処理方法。
  2. 【請求項2】 環状空間が前記電極間に存在し、前記ア
    ークが該空間に跨って延長し、該アークの移動が前記空
    間の軸心周囲のアークの回転運動を含み、前記カーテン
    が前記空間周囲に延在する請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記材料の流れが前記アーク区域に向け
    て前記環状空間の略々軸方向に送られ、前記流れが、前
    記カーテンを通過するように前記アーク区域における方
    向を変更させられる請求項2記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記電極の1つが円筒管形状であり、前
    記環状空間の軸心と実質的に一致する長手方向軸心を有
    し、前記材料の流れが前記環状電極に沿って前記アーク
    区域に向けて前記電極の軸方向に送られ、前記方向の変
    化が、前記アーク区域における前記流れの移動に半径方
    向成分を与えることを含む請求項3記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記材料の流れが、前記管状電極の内側
    を経て前記アーク区間へ送られる請求項4記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記方向の変化が、前記他の電極の形状
    により少なくとも一部において影響を受ける請求項4ま
    たは5に記載の方法。
  7. 【請求項7】 前記他の電極が前記管状電極の軸心周囲
    を回転させられる請求項4乃至6のいずれかに記載の方
    法。
  8. 【請求項8】 前記材料が、第1の経路に沿った1つの
    方向に前記カーテンが形成される処理区域に向けて流れ
    として移動され、前記処理区域において行われる処理の
    生成物が前記1つの方向と反対の方向に第2の経路に沿
    って移動させられる請求項1乃至7のいずれかに記載の
    方法。
  9. 【請求項9】 前記2つの経路が熱伝導材料の壁部によ
    り分割される請求項8項記載の方法。
  10. 【請求項10】 前記材料が前記カーテンを通過する前
    に、水が該材料に添加される請求項1乃至9のいずれか
    に記載の方法。
  11. 【請求項11】 前記アークが延在する方向が、該アー
    クが前記カーテンを生成するように移動させられる方向
    を横切り、前記材料が前記カーテンを通過するよう前記
    アークの延在方向とアークの移動方向の両方向を横切る
    方向に移動させられる請求項1乃至10のいずれかに記
    載の方法。
  12. 【請求項12】 第1および第2の電極と、該電極間に
    電気アークを生じるよう働く手段と、前記各電極におけ
    るアークの結合部をして前記各電極の表面を横切って移
    動させることにより前記電極間に実質的に連続的なプラ
    ズマ・カーテンを形成するよう働くアーク作用手段と、
    前記カーテンを通過するように材料の流れを指向させる
    よう働く手段とを設けてなる材料処理装置。
  13. 【請求項13】 前記電極の1つが円筒管の形態を呈
    し、環状空間が該管状電極と他の前記電極との間に形成
    され、前記各電極の表面が前記空間の軸心の周囲に延在
    し、該空間の各反対側に配置される請求項12記載の装
    置。
  14. 【請求項14】 円筒状の腔部が前記電極の他方に形成
    され、該腔部は、前記管状電極と実質的に同軸状に配置
    され、該管状電極の隣接端部から軸方向に隔てられた基
    部を有し、前記腔部は前記流れ指向手段の少なくとも一
    部を形成する請求項13記載の装置。
  15. 【請求項15】 前記端部で終わる前記管状電極の一端
    部が前記腔部内へ延長する請求項14記載の装置。
  16. 【請求項16】 前記環状空間が前記電極端部と前記腔
    部の表面との間に形成される請求項14または15に記
    載の装置。
  17. 【請求項17】 前記アーク作用手段が、前記アークを
    前記管状電極の軸心周囲を回転させるよう働く請求項1
    3乃至16のいずれかに記載の装置。
  18. 【請求項18】 前記電極の他方が、前記管状電極の長
    手方向軸心周囲を回転自在である請求項13乃至17の
    いずれかに記載の装置。
  19. 【請求項19】 添付図面に示される実施例のいずれか
    に関して特に実質的に記載された如き材料処理方法。
  20. 【請求項20】 添付図面に示される実施例のいずれか
    に関して特に実質的に記載された如き材料処理装置。
JP5155456A 1992-06-25 1993-06-25 材料処理方法および装置 Pending JPH06126159A (ja)

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